[发明专利]基于结构光照明的面形测量装置和方法

摘要

基于结构光照明的面形测量装置和方法，属于光学显微成像与测量技术领域。本发明专利的技术特点是：装置包括：结构光照明模块、轴向扫描模块和探测模块。本发明在常规结构光照明显微系统中增加由偏振分光镜、四分之一波片、低孔径物镜、管镜和平面反射镜等组成的轴向扫描装置，实现结构光照明条纹在被观测样品空间的高速轴向移动，并且利用窗口傅里叶变换对不同z向位置条纹投影下拍摄的图片进行处理，计算每个子区域图像在投影条纹频率处的相关系数，获取每个横向位置清晰度轴向响应曲线，曲线的峰值位置即为样品该横向位置的相对高度，最终获取样品表面面形。该发明具有装调简单，轴向扫描速度快，测量结果受样品表面反射率差异影响小和信噪比高的优点。

主权项

1.基于结构光照明的面形测量装置，其特征在于：包括结构光照明模块、轴向扫描模块和探测模块；所述结构光照明模块按照光线传播方向依次为：激光器一(1)、传导光纤(2)、准直镜(3)、振幅型正弦光栅(4)和管镜一(5)；所述轴向扫描模块按照光线传播方向依次为：偏振分光镜一(6)、四分之一波片一(7)、物镜一(8)、平面反射镜(9)、管镜二(10)、管镜三(11)、偏振分光镜二(12)、四分之一波片二(13)和物镜二(14)；所述探测模块按照光线传播方向依次为：管镜四(15)和CCD(16)；物镜二(14)的下方设置被测样品(17)；所述激光器一(1)发出激发光，经过所述传导光纤(2)和所述准直镜(3)之后形成平行光，平行光经过所述振幅型正弦光栅(4)调制后，依次经过所述管镜一(5)、所述偏振分光镜一(6)、所述四分之一波片一(7)和所述物镜一(8)出射到所述平面反射镜(9)，反射后的光依次经过所述物镜一(8)、所述四分之一波片一(7)、所述偏振分光镜一(6)、所述管镜二(10)、所述管镜三(11)、所述偏振分光镜二(12)、所述四分之一波片二(13)和所述物镜二(14)后出射到所述被测样品(17)表面形成正弦分布的照明光；照射在所述被测样品(17)表面正弦分布的光经样品表面反射后，依次经过所述物镜二(14)和所述四分之一波片二(13)，然后经所述偏振分光镜(12)反射，最后被所述管镜四(15)会聚在所述CCD(16)上，获得图像。