[发明专利]光学元件表面形貌及亚表面缺陷信息的检测方法及其装置

摘要

本发明涉及一种光学元件表面形貌及亚表面缺陷信息的检测方法及其装置。其利用波长信息测量距离，由光源射出一束宽光谱的复色光（呈白色），通过色散镜头发生光谱色散，形成不同波长的单色光，每一个波长的焦点都对应一个距离值；测量光射到物体表面被反射回来，只有满足共焦条件的单色光，可以通过小孔被光谱仪感测到，通过计算被感测的焦点的波长，换算获得距离值。利用两个光谱仪分别接收待测元件的表面以及内部缺陷的光波信息，从而同时得到光学元件的表面信息和内部缺陷的位置以及深度信息等。

主权项

1.光学元件表面形貌及亚表面缺陷信息的检测方法，其特征在于：所述检测方法的步骤为：步骤一：由光源射出一束宽光谱的复色光穿过小孔S，经过偏振片后，将普通光源转变为具有振动方向垂直于XOY平面的线偏振光，照射在色散镜头组上；步骤二：光线经过色散镜头会聚后照射在待测物体上，色散镜头将波长为的单色光会聚在物体的表面上，将波长为的单色光会聚在物体内部的亚表面缺陷上，光线经过表面和亚表面缺陷散射，后向散射光将再次通过色散镜头；步骤三：通过色散镜头收集的散射光经过呈45°的分光镜反射后，水平入射进入光阑，光阑为具有较大比值的矩形空间滤波器，长度方向垂直于XOY平面，经过光阑后表面散射光具有更大的偏振度；步骤四：会聚到物体表面上波长为的散射光经过偏振分光棱镜后会聚在小孔S’上，到达光谱仪一；步骤五：会聚到亚表面缺陷上波长为的散射光偏振态发生改变，经过偏振分光棱镜，其中一部分经过透射会聚到小孔S’上，到达光谱仪一，另一部分经过偏振分光棱镜会聚到小孔S’’上，到达光谱仪二；步骤六：光谱仪一的光谱在和处出现峰值，由于表面散射信号远强于亚表面缺陷散射信号，因此得到表面会聚光的波长，根据波长与会聚点之间的关系确定出表面的位置信息；步骤七：光谱仪二的光谱会聚到亚表面缺陷光的波长处出现峰值，根据波长与会聚点之间的关系得到亚表面缺陷的位置；步骤八：由表面位置信息和亚表面缺陷位置信息得到亚表面缺陷的深度信息；步骤九：在同一检测位置存在多个缺陷时，在光谱仪二的光谱上将出现多个峰值，确定检测位置处的亚表面缺陷分布；步骤十：将探测系统在光学元件表面上二维平移，得到不同位置上的表面位置信息和亚表面缺陷信息三维重建，得到光学元件的表面形貌和亚表面缺陷信息。