[发明专利]一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法及系统

摘要

本发明属于微纳结构三维表面形貌测量领域，具体为一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法及系统，方法包括获取一系列的采样干涉条纹图像，分别提取像素点所对应的原始扫描信号；对该扫描信号分别进行时域调制度分析，提取出扫描信号的调制度曲线，通过调制度极大值点确定靠近零光程差点的采样点位置，可作为中心点并提取一段相对于中心点对称的扫描信号；将对称扫描信号进行空间频域分析，利用频谱相位信息确定零光程差点的相对位置；结合调制度极大值点位置和零光程差点的相对位置，联合求解得到每个像素点的表面形貌高度，确定被测物体三维表面形貌。本发明采取逐像素的方式求取被测微纳结构的表面形貌高度，其理论测量精度可达亚纳米量级。

主权项

1.一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法，包括来自宽光谱光源的光经过聚光镜后产生平行入射光，经过分束器后产生一束反射到参考镜面的参考光以及一束透射到被测物体表面的测量光，两束光相互干涉后，在CCD相机上形成干涉条纹图像；通过控制系统驱动微动台对被测物体进行纵向扫描采样，保持恒定的采样间距，通过CCD相机记录每一个采样点的干涉条纹图像，直至采样完成形成一系列的干涉条纹图像；采用时域频域联合分析方法，基于干涉条纹图像求解得到每个像素点的表面形貌高度，从而测量出被测物体三维表面形貌；/n其特征在于，所述时域频域联合分析方法包括以下步骤：/nS1、对被测微纳结构进行纵向扫描采样，获取一系列宽光谱干涉条纹图像，并针对图像中每个像素点提取其对应的纵向扫描光强信号；/nS2、对每个像素点的扫描信号分别进行时域调制度分析，提取出扫描信号的调制度曲线，并通过调制度极大值点确定出靠近零光程差的采样点位置；/nS3、以靠近零光程差的采样点位置为中心点，从原始扫描信号中提取一段相对于中心点对称的扫描信号，确定该对称扫描信号的扫描起始点位置；/nS4、对提取出的对称扫描信号进行空间频域分析，并利用频谱相位信息确定零光程差点的相对位置，即确定零光程差点相对于对称信号起始点的偏移距离；/nS5、结合原始信号中调制度极大值点的位置以及对称信号中零光程差点相对于对称信号起始点的偏移距离，联合求解得到每个像素点的表面形貌高度。/n