激光共焦回馈显微测量装置

摘要

本发明属于形貌测量，尤其涉及低反射率样品的非连续表面微观形貌测量技术领域，其特征在于，包含：单纵模微片激光器，依次放置在其发射端轴线上的透镜和分光镜，依次放置在分光镜反射光路上的透镜和光电探测器，依次放置在其透射光路上的移频器件和共焦光回馈模块；正弦信号发射源，输出端同时和移频器件与参考信号发生电路的输入端相连；信号调理电路，输入端和光电探测器的输出端相连；正交相敏检波器，两个输入端分别和参考信号发生电路及信号调理电路的输出端相连，而输出光功率调制信号的幅度和相位，分别用于确定样品表面上两点高度差的半波长大数和小数。本发明可同时用于连续表面以及存在大于半波长形貌突变的非连续表面的形貌测量。

主权项

1.一种激光共焦回馈显微测量装置，其特征在于，含有：输出单纵模的微片激光器(1)，输出单纵模激光；透镜(2)和分光镜(3)，依次放置在该激光器发射端轴线上；移频器件(4)，为声光移频器，放置在分光镜(3)的透射光路上，移频器件(4)输出的激光的频率相对于激光器腔内光频ω发生Ω/2的偏移；共焦光回馈模块(5)，放置在移频器件(4)的透射光路上，该模块(5)包括依次放置的透镜(71)、针孔(72)、透镜(73)和显微物镜(74)，其中透镜(71)，把移频器件(4)输出的透射光会聚于针孔(72)上，针孔(72)，通过针孔(72)的透射光由透镜(73)准直成平行光束，该平行光束通过显微物镜(74)会聚在样品(6)的表面上，一部分激光被样品(6)反射后再次进入所述共焦光回馈模块(5)，针孔(72)在作为共焦系统中点光源的同时，又起到点探测器的作用，使得通过所述共焦光回馈模块(5)的反射光强度随样品(6)表面的离焦值增大而迅速减弱，从而导致回馈光强度降低，以评估样品(6)表面的绝对位置的变化；另一个透镜(2)和光电探测器(7)，依次放置在分光镜(3)的反射光路上；正弦信号发生源(8)，输出端和移频器件(4)的输入端相连，输出频率为Ω/2的电信号；参考信号发生电路(9)，输入端和所述正弦信号发生源(8)的频率为Ω/2的电信号输出端相连；信号调理电路(10)，输入端与所述光电探测器(7)的输出端相连；正交相敏检波器(11)，两个输入端分别和所述参考信号发生电路(9)以及信号调理电路(10)的输出端相连，同时解调出光功率调制信号的幅度和相位，以便在形貌测量过程中依次分别实现样品(6)表面上两点之间高度差的半波长大数和半波长小数的测量，据此得出样品(6)表面上两点之间的高度差；其中，当样品(6)产生的反射光再次经过移频器件(4)时形成频率为ω+Ω的回馈光，以Ω的调制频率调制所述微片激光器(1)的输出光功率。