一种快速表面质量测量系统

摘要

本发明公开了一种快速表面质量测量系统。包含两套共光路的干涉仪，其中一套补偿噪声用参考干涉仪是专门用于检测环境中的振动、空气扰动等噪声，通过负反馈消除这些背景噪声干扰的影响。另一套测量用主干涉仪采用声光滤光器控制入射到干涉仪的光波长，利用基于GPGPU的大规模并行运算对产生的干涉信号进行处理，能够迅速地获得被测表面的三维形貌。本发明能实时测量，且测量过程中无需机械光程扫描，可以达到很快的测量速度，平均1-2秒就能更新一次，经过优化后可望更快；加上主动光路补偿技术，减少环境噪声对测量带来的影响；达到亚纳米级的测量精度；造价较为低廉，省去了通常昂贵的高精度平移台，它可用于干扰较多的加工车间里。

主权项

一种快速表面质量测量系统，其特征在于：包括两套耦合在一起的干涉仪组成，其中：1)一套测量用主干涉仪：包括数据采集卡(1)，计算机(2)，图像采集卡(3)，三个分光镜(4、14、15)，相机(5)，两个物镜(7、13)，参考反射镜(10)，成像透镜(11)，准直镜(16)，可调谐滤光器(17)、白光光源(18)和滤光器驱动单元(20)；白光光源(18)发出的入射光，经过可调谐滤光器(17)、准直镜(16)后成为平行光、经第一分光镜(15)至第二分光镜(14)后，将入射光分为两路，一路光经第一物镜(7)入射到参考镜(10)上，另一路经第二物镜(13)入射到被测样品(12)表面，入射到参考镜(10)和被测样品(12)表面上的光分别被反射后重新在第二分光镜(14)处叠加形成干涉，干涉光经成像透镜(11)、第三分光镜(4)后重新分成两路光，其中分光镜(4)对白光(18)发出的光全透过，经图像采集卡(3)、计算机(2)处理后获得被测样品的面形，可调谐滤光器(17)的输出波长由计算机(2)经由数据采集卡(1)改变滤光器驱动单元(20)的输出频率来控制；2)一套补偿噪声用参考干涉仪：包括扩束器(19)，激光器(21)，探测器(6)，伺服控制电路(8)和补偿压电陶瓷(9)；激光器(21)发出的激光经扩束器(19)经第一分光镜(15)后与白光光源(18)耦合在一起，对激光器(21)发出的激光在第三分光镜(4)处被反射至探测器(6)转变为光电信号，伺服控制电路(8)利用此光电信号控制补偿压电陶瓷(9)来抑制环境噪声对测量的干扰。