相位法和垂直扫描法兼容的干涉方法

摘要

本发明公开相位法和垂直扫描法兼容的干涉方法实行表面形貌测量的方法，适用于相干光源例如激光或者不相干光源例如白光的光学干涉轮廓仪，其中使用开环控制系统驱动装置来实现相位法的相位差和垂直扫描法的光程差（相位差/光程差）；同时提供相位差/光程差驱动装置输入电压开环控制系统的校正以得到线性变化的输入电压与相位差/光程差一一对应关系，从而使得使用开环控制装置同样能够达成高精度测量的作用，并且开环控制系统无反馈噪声，相位差/光程差的驱动非常平滑，提高了测量精度，同时没有闭环控制系统的线性度范围限制，增加测量范围。

主权项

一种相位法和垂直扫描法兼容的干涉方法，其特征在于：提供适用于光学干涉相位法的干涉轮廓仪，来提供光学相位差干涉系统及使用开环控制系统驱动装置来实现干涉相位差；相位差驱动装置开环控制系统输入电压的校正通过下面的步骤来实现：(1)、通过干涉系统的电压输出装置，独立的电压输出装置，或者集成在相位差驱动装置里来生成一组电压V_n,n＝1,2,…,N，具有已知的电压差，ΔV_n＝V_n+1‑V_n；(2)、相位差驱动装置接受电压后产生的微移动导致干涉装置中的参照面与被测表面之间的相对距离变化后，产生对应一组相位差干涉图谱，其相对应的光强其中a是相对应的背景光强，b是干涉图谱的调制振幅，φ是干涉图谱的相位，θ是相位；其中对每一个光强图谱至少有一点具有干涉图谱；而在本步骤中，电压输入到相位差驱动装置的频率高于图谱取样的频率；(3)、由一组光强图谱，计算θ_n,n＝1,2,…,N${\theta }_n={\tan }^{-1}\frac{2I_{n+1}-2I_{n-1}}{2I_n-(I_{n+2}+I_{n-2})}$(4)、计算相位差，Δθ_n＝(θ_n+1‑θ_n)module 2π,n＝1,2,…,N‑1(5)、假设二个相邻的干涉图谱之间的期望相位差恒定值是β和其允许的误差是ε，那么这二个相邻干涉图谱驱动该相位差所需的电压从下面的公式中计算，${\mathrm{\Delta V}}_n\left(new\right)=\frac{\beta }{{\mathrm{\Delta \theta }}_n}{\mathrm{\Delta V}}_n\left(old\right)$新的电压值V_n就能由此结合到ΔV_n(new)；本步骤中，针对V_n的算法需要来转换V_n到V(t)至使其达到一个V_n极为接近或等于V(tn)的一个平滑曲线；其中V(t)为采样时间点之间的任意时间点t的电压；V(tn)为每一个采样点对应的采样时间点的电压值；(6)、如果对于所有的n|β‑Δθ_n|≤ε，保存所有的电压值Vn，校正完成；否则返回步骤(1)重新开始。