使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测的装置及方法与流程

技术领域：

本发明属于光学检测和机器视觉领域，尤其涉及一种使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测的装置及方法。

背景技术：
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半导体晶粒相对面或相邻面同时缺陷检测的装置与方法需要解决的主要光学技术问题为双面检测光路的等光程共焦成像。

专利申请(申请号2019113692573、2020101330447，未公布，如图1、2所示)解决了半导体晶粒相对面同时等光程共焦成像及等照度照明检测的方法。

图3是申请号202010171706x(未公布)提出的光学检测装置与方法很好地解决了半导体晶粒相邻面准等光程共焦成像检测，但是相邻双面成像光路之间仍然存在一个光程差△，这个小光程差△可以通过选择足够大景深的远心成像镜头来补偿，当待检测半导体晶粒尺寸增大时，光程差△及物方视场vof＝△+a也随之增大，必须使用大视场、大景深的远心成像镜头，这将会相应地增加远心成像镜头的成本，因此寻找晶粒相邻面完全等光程共焦成像检测的新途径成为必要。

图4是为了有效利用照明光源的能量提高照明效率，使用偏振分束器，获得偏振方向互相垂直的两束照明光束，分别照明待测半导体晶粒的相邻双面，但该方法需要使用到偏振相机，制造成本较高。

技术实现要素：
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针对上述相邻面检测存在的问题，本发明申请提出一种使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测的装置及方法，该装置不必采用昂贵的偏振相机，而普通cmos或ccd相机的成本目前是偏振相机的10％左右，即使增加偏振分像棱镜组件的成本，也可以有效降低检测系统的成本。

本发明使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测的装置，其特征在于：包括在光路方向上依次设置的cmos或ccd相机、远心成像镜头、偏振分像棱镜组件、偏振立方分束器、半导体晶粒和用于承置半导体晶粒的透明玻璃载物台，在半导体晶粒与偏振立方分束器之间的光路上分别设有侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，偏振立方分束器与天面直角转像棱镜在同一水平高度；侧面直角转像棱镜和偏振立方分束器位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面与偏振立方分束器的第一面对齐并胶合，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置，天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和偏振立方分束器的第二面相对；所述偏振分像棱镜组件包括贴设在偏振立方分束器第三面上的沃拉斯顿偏振棱镜和位于沃拉斯顿偏振棱镜上靠近远心成像镜头一侧的屋脊棱镜，偏振立方分束器第二面相背的第四面旁侧设有同轴外置照明光源，半导体晶粒的天面与侧面分别经直角转像棱镜、偏振立方分束器、偏振分像棱镜组件以等光程共焦偏振成像在cmos或ccd相机传感器面上，在cmos或ccd相机上获取半导体晶粒双面各自独立的像。

本发明使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测的装置，其特征在于：包括在光路方向上依次设置的cmos或ccd相机、远心成像镜头、偏振分像棱镜组件、偏振立方分束器、半导体晶粒和用于承置半导体晶粒的透明玻璃载物台，在半导体晶粒与偏振立方分束器之间的光路上分别设有侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，偏振立方分束器与天面直角转像棱镜在同一水平高度；侧面直角转像棱镜和偏振立方分束器位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面与偏振立方分束器的第一面对齐并胶合，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置，天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和偏振立方分束器的第二面相对；所述偏振分像棱镜组件包括贴设在偏振立方分束器第三面上的沃拉斯顿偏振棱镜和位于沃拉斯顿偏振棱镜上靠近远心成像镜头一侧的屋脊棱镜，侧面直角转像棱镜与半导体晶粒的侧面、天面直角转像棱镜与半导体晶粒的天面之间分别设有同轴外置照明光源，半导体晶粒的天面与侧面分别经直角转像棱镜、偏振立方分束器、偏振分像棱镜组件以等光程共焦偏振成像在cmos或ccd相机传感器面上，在cmos或ccd相机上获取半导体晶粒双面各自独立的像。

进一步的，偏振成像照明光路：照明光源经过偏振立方分束器时被分为两束偏振方向互相垂直的线偏振光，分别是p-分量与s-分量；一束p-分量偏振光经天面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的天面；而另一束s-分量偏振光经侧面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的侧面，两束振动方向互相垂直的线偏振光分别照明半导体晶粒相邻的两个面。

进一步的，两束振动方向互相垂直的线偏振光照明半导体晶粒相邻的两个面产生漫反射光；半导体晶粒天面的成像光束s-分量经天面直角转像棱镜与偏振立方分束器反射进入偏振分像棱镜组件；而半导体晶粒侧面的p-分量成像光束经侧面直角转像棱镜与偏振立方分束器透射进入偏振分像棱镜组件，从偏振分像棱镜组件输出的双面像在普通cmos或ccd相机上分别获得了双面各自独立的像。

进一步的，上述天面成像光路工作距wd＝d/2，d为棱镜直角边长；偏振立方分束器与侧面直角转像棱镜胶合且中心重合，侧面成像光路的工作距wd＝d/2+d/2，d为透明玻璃载物台宽度；所述同轴外置照明光源为单色光或是具有一定光谱带宽的准单色光源。

进一步的，上述天面直角转像棱镜的尺寸为15*15*15mm，侧面直角转像棱镜的尺寸15*15*15mm，偏振立方分束器的尺寸为15*15*15mm，沃拉斯顿偏振棱镜长10x宽10x高11mm，屋脊形棱镜长10x宽10x高3.17mm。

进一步的，上述从偏振分像棱镜组件输出半导体晶粒相邻面的偏振光形成的像在空间上分开；使用普通cmos或ccd相机，分别获得半导体晶粒天面与侧面光路偏振可分离的等光程共焦成像检测；或者使用普通cmos或ccd相机，分别获得天面与侧面成像光路偏振方向0度与90度可分离的完全等光程共焦偏振成像检测。

进一步的，上述假设方解石制成的沃拉斯顿偏振棱镜尺寸为l1×w1×h1＝10×10×11，棱镜顶角为θ＝45°，o光和e光的折射率分别为no＝1.658与ne＝1.486；k9材质制成的屋脊形棱镜尺寸为l2×w2×h2＝10×10×3.17，左侧和右侧屋脊与水平方向的夹角分别为ε1和ε2，折射率为nk9＝1.5163；沃拉斯顿偏振棱镜与屋脊形棱镜之间的空气间隙高度为h3，空气折射率为nair＝1.0；假设侧面成像光束(p-分量)以e光垂直入射到沃拉斯顿偏振棱镜第一棱镜，在沃拉斯顿偏振棱镜第二棱镜变为o光，向左侧偏移最后成像于相机左侧；天面成像光束(s-分量)以o光垂直入射到沃拉斯顿偏振棱镜第一棱镜，在沃拉斯顿偏振棱镜第二棱镜变为e光，向右侧偏移最后成像于相机右侧；

假设侧面光路从沃拉斯顿偏振棱镜第一块棱镜入射到第二块棱镜的折射角为α1，从沃拉斯顿偏振棱镜出射到空气间隙的折射角为β1，从空气间隙入射到屋脊形棱镜的折射角为γ1则有：

对于天面光路，假设从沃拉斯顿偏振棱镜第一块棱镜入射到第二块棱镜的折射角为α2，从沃拉斯顿偏振棱镜出射到空气间隙的折射角为β2，从空气间隙入射屋脊形棱镜的折射角为γ2则有：

假设侧面光路在沃拉斯顿偏振棱镜、空气间隙、屋脊形棱镜以及垂直出射到与屋脊形棱镜的顶点同一水平高度的光程分别为l11，l12，l13和l14；产生的偏移量分别为δ11，δ12和δ13；总光程为l1，总偏移量为δ1，则有：

δ1＝δ11+δ12+δ13

l1＝l11+l12+l13+l14

δ12＝h3*tan(β1)

由可求得：

l14＝δ1*tan(ε1)*nair

对于天面光路，假设光路在沃拉斯顿偏振棱镜、空气间隙、屋脊形玻璃光楔以及垂直出射到与屋脊形棱镜的顶点同一水平高度的光程分别为l21，l22，l23和l24；产生的偏移量分别为δ21，δ22和δ23；总光程为l2，总偏移量为δ2，则有：

δ2＝δ21+δ22+δ23

l2＝l21+l22+l23+l24

δ22＝h3*tan(β2)

由可求得：

l24＝δ2*tan(ε2)*nair。

进一步的，上述当沃拉斯顿偏振棱镜和屋脊形玻璃光楔胶合时，h3＝0.00mm，可求得：δ1＝0.86mm，l1＝22.03mm，δ2＝1.02mm，l2＝22.00mm；此时相邻两面成像光路的光程差：δ＝l1-l2＝0.03mm，双面成像间距：δ＝δ1+δ2＝1.88mm；

当沃拉斯顿偏振棱镜和屋脊形玻璃光楔间的空气间隙h3＝0.50mm，可求得:δ1＝0.94mm，l1＝22.52mm，δ2＝1.11mm，l2＝22.49mm；此时相邻两面成像光路的光程差：δ＝l1-l2＝0.03mm，双面成像间距：δ＝δ1+δ2＝2.05mm；

当沃拉斯顿偏振棱镜和屋脊形玻璃光楔间的空气间隙h3＝1.50mm，可求得:δ1＝1.10mm，l1＝23.51mm，δ2＝1.29mm，l2＝23.48mm；此时相邻两面成像光路的光程差：δ＝l1-l2＝0.03mm，双面成像间距：δ＝δ1+δ2＝2.39mm。

本发明使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测方法，其特征在于：该检测装置包括在光路方向上依次设置的cmos或ccd相机、远心成像镜头、偏振分像棱镜组件、偏振立方分束器、半导体晶粒和用于承置半导体晶粒的透明玻璃载物台，在半导体晶粒与偏振立方分束器之间的光路上分别设有侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，偏振立方分束器与天面直角转像棱镜在同一水平高度；侧面直角转像棱镜和偏振立方分束器位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面与偏振立方分束器的第一面对齐并胶合，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置，天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和偏振立方分束器的第二面相对；所述偏振分像棱镜组件包括贴设在偏振立方分束器第三面上的沃拉斯顿偏振棱镜和位于沃拉斯顿偏振棱镜上靠近远心成像镜头一侧的屋脊棱镜，偏振立方分束器第二面相背的第四面旁侧设有同轴外置照明光源，或者，侧面直角转像棱镜与半导体晶粒的侧面、天面直角转像棱镜与半导体晶粒的天面之间分别设有同轴外置照明光源，半导体晶粒的天面与侧面分别经直角转像棱镜、偏振立方分束器、偏振分像棱镜组件以等光程共焦偏振成像在cmos或ccd相机传感器面上，在cmos或ccd相机上获取半导体晶粒双面各自独立的像；

偏振成像照明光路：照明光源经过偏振立方分束器时被分为两束偏振方向互相垂直的线偏振光，分别是p-分量与s-分量；一束p-分量偏振光经天面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的天面；而另一束s-分量偏振光经侧面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的侧面，两束振动方向互相垂直的线偏振光分别照明半导体晶粒相邻的两个面；

偏振成像光路：

两束振动方向互相垂直的线偏振光照明半导体晶粒相邻的两个面产生漫反射光；半导体晶粒天面的成像光束s-分量经天面直角转像棱镜与偏振立方分束器反射进入偏振分像棱镜组件；而半导体晶粒侧面的p-分量成像光束经侧面直角转像棱镜与偏振立方分束器透射进入偏振分像棱镜组件，从偏振分像棱镜组件输出的双面像在普通cmos或ccd相机上分别获得了双面各自独立的像。

本专利申请基于偏振光分离成像(简称“偏振分像”)的方法，结合“偏振分像棱镜组件”并使用普通cmos或ccd相机来实现半导体晶粒相邻面同时完全等光程共焦成像检测的又一新方法，该新方法与现有技术相比不必采用昂贵的偏振相机，而采用普通cmos或ccd相机即可，普通cmos或ccd相机的成本目前是偏振相机的10％左右，即使增加偏振分像棱镜组件的成本，也可以有效降低检测系统的成本。

附图说明：

图1-4是现有半导体晶粒相邻面检测光学装置；

其中1为黑白相机、1a为偏振相机、2为远心成像镜头、3a或3b为转像棱镜、3为合像光学元件、4为半导体晶粒、5为透明玻璃载物台、6或6a或6b为转像棱镜、7或7a或7b光源、8为控制器；

图5是本发明装置一种实施例的构造示意图；

图6是本发明装置另一种实施例的构造示意图；

图7是偏振分像棱镜组件的构造原理图；

图8a、8b、8c是偏振分像棱镜组件实施例示意图。

具体实施方式：

实施例一、本发明使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测的装置，包括在光路方向上依次设置的cmos或ccd相机1、远心成像镜头2、偏振分像棱镜组件8、偏振立方分束器3、半导体晶粒和4用于承置半导体晶粒的透明玻璃载物台5，在半导体晶粒与偏振立方分束器之间的光路上分别设有侧面直角转像棱镜6b和天面直角转像棱镜6a，侧面直角转像棱镜6b和天面直角转像棱镜6a分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，偏振立方分束器与天面直角转像棱镜在同一水平高度；侧面直角转像棱镜6b和偏振立方分束器3位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面601与偏振立方分束器的第一面301对齐并胶合，侧面直角转像棱镜的第二直角面602与半导体晶粒侧面401相对，侧面直角转像棱镜的斜面603与远心成像镜头光轴倾斜设置，天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面402和偏振立方分束器的第二面303相对；所述偏振分像棱镜组件8包括贴设在偏振立方分束器第三面303上的沃拉斯顿偏振棱镜8a和位于沃拉斯顿偏振棱镜上靠近远心成像镜头一侧的屋脊棱镜8b，偏振立方分束器第二面相背的第四面304旁侧设有同轴外置照明光源7，半导体晶粒的天面与侧面分别经直角转像棱镜、偏振立方分束器、偏振分像棱镜组件以等光程共焦偏振成像在cmos或ccd相机传感器面上，在cmos或ccd相机上获取半导体晶粒双面各自独立的像(如图5所示)。

实施例二与实施例一的区别在于：同轴外置照明光源7位于侧面直角转像棱镜与半导体晶粒侧面之间，以及天面直角转像棱镜与半导体晶粒天面之间(如图6所示)，该两个光源分别是7a、7b。

进一步的，上述偏振成像照明光路：照明光源经过偏振立方分束器时被分为两束偏振方向互相垂直的线偏振光，分别是p-分量与s-分量；一束p-分量偏振光经天面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的天面；而另一束s-分量偏振光经侧面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的侧面，两束振动方向互相垂直的线偏振光分别照明半导体晶粒相邻的两个面。

进一步的，偏振成像光路：两束振动方向互相垂直的线偏振光照明半导体晶粒相邻的两个面产生漫反射光；半导体晶粒天面的成像光束s-分量经天面直角转像棱镜与偏振立方分束器反射进入偏振分像棱镜组件；而半导体晶粒侧面的p-分量成像光束经侧面直角转像棱镜与偏振立方分束器透射进入偏振分像棱镜组件，从偏振分像棱镜组件输出的双面像在普通cmos或ccd相机上分别获得了双面各自独立的像。

进一步的，上述天面成像光路工作距wd＝d/2，d为棱镜直角边长；偏振立方分束器与侧面直角转像棱镜胶合且中心重合，侧面成像光路的工作距wd＝d/2+d/2，d为透明玻璃载物台宽度；所述同轴外置照明光源为单色光或是具有一定光谱带宽的准单色光源。

进一步的，上述天面直角转像棱镜的尺寸为15*15*15mm，侧面直角转像棱镜的尺寸15*15*15mm，偏振立方分束器的尺寸为15*15*15mm，沃拉斯顿偏振棱镜长10x宽10x高11mm，屋脊形棱镜长10x宽10x高3.17mm；天面与侧面光路的工作距(棱镜直角面到晶粒中心的距离)分别为7.5mm与30mm。

进一步的，上述从偏振分像棱镜组件输出半导体晶粒相邻面的偏振光形成的像在空间上分开；使用普通cmos或ccd相机，分别获得半导体晶粒天面与侧面光路偏振可分离的等光程共焦成像检测；或者使用普通cmos或ccd相机，分别获得天面与侧面成像光路偏振方向0度与90度可分离的完全等光程共焦偏振成像检测。

进一步的，上述假设方解石制成的沃拉斯顿偏振棱镜尺寸为l1×w1×h1＝10×10×11，棱镜顶角为θ＝45°，o光和e光的折射率分别为no＝1.658与ne＝1.486；k9材质制成的屋脊形棱镜尺寸为l2×w2×h2＝10×10×3.17，左侧和右侧屋脊与水平方向的夹角分别为ε1和ε2，折射率为nk9＝1.5163；沃拉斯顿偏振棱镜与屋脊形棱镜之间的空气间隙高度为h3，空气折射率为nair＝1.0；假设侧面成像光束(p-分量)以e光垂直入射到沃拉斯顿偏振棱镜第一棱镜，在沃拉斯顿偏振棱镜第二棱镜变为o光，向左侧偏移最后成像于相机左侧；天面成像光束(s-分量)以o光垂直入射到沃拉斯顿偏振棱镜第一棱镜，在沃拉斯顿偏振棱镜第二棱镜变为e光，向右侧偏移最后成像于相机右侧；

假设侧面光路从沃拉斯顿偏振棱镜第一块棱镜入射到第二块棱镜的折射角为α1，从沃拉斯顿偏振棱镜出射到空气间隙的折射角为β1，从空气间隙入射到屋脊形棱镜的折射角为γ1则有：

对于天面光路，假设从沃拉斯顿偏振棱镜第一块棱镜入射到第二块棱镜的折射角为α2，从沃拉斯顿偏振棱镜出射到空气间隙的折射角为β2，从空气间隙入射屋脊形棱镜的折射角为γ2则有：

假设侧面光路在沃拉斯顿偏振棱镜、空气间隙、屋脊形棱镜以及垂直出射到与屋脊形棱镜的顶点同一水平高度的光程分别为l11，l12，l13和l14；产生的偏移量分别为δ11，δ12和δ13；总光程为l1，总偏移量为δ1，则有：

δ1＝δ11+δ12+δ13

l1＝l11+l12+l13+l14

δ12＝h3*tan(β1)

由可求得：

l14＝δ1*tan(ε1)*nair

对于天面光路，假设光路在沃拉斯顿偏振棱镜、空气间隙、屋脊形玻璃光楔以及垂直出射到与屋脊形棱镜的顶点同一水平高度的光程分别为l21，l22，l23和l24；产生的偏移量分别为δ21，δ22和δ23；总光程为l2，总偏移量为δ2，则有：

δ2＝δ21+δ22+δ23

l2＝l21+l22+l23+l24

δ22＝h3*tan(β2)

由可求得：

l24＝δ2*tan(ε2)*nair。

当沃拉斯顿偏振棱镜和屋脊形玻璃光楔胶合时，h3＝0.00mm，可求得：δ1＝0.86mm，l1＝22.03mm，δ2＝1.02mm，l2＝22.00mm；此时相邻两面成像光路的光程差：δ＝l1-l2＝0.03mm，双面成像间距：δ＝δ1+δ2＝1.88mm；

当沃拉斯顿偏振棱镜和屋脊形玻璃光楔间的空气间隙h3＝0.50mm，可求得:δ1＝0.94mm，l1＝22.52mm，δ2＝1.11mm，l2＝22.49mm；此时相邻两面成像光路的光程差：δ＝l1-l2＝0.03mm，双面成像间距：δ＝δ1+δ2＝2.05mm；

当沃拉斯顿偏振棱镜和屋脊形玻璃光楔间的空气间隙h3＝1.50mm，可求得:δ1＝1.10mm，l1＝23.51mm，δ2＝1.29mm，l2＝23.48mm；此时相邻两面成像光路的光程差：δ＝l1-l2＝0.03mm，双面成像间距：δ＝δ1+δ2＝2.39mm。

本发明采用“偏振分像棱镜组件”将两个面的独立偏振成像光路在空间上分离开后再由镜头与普通相机获得成像，其与在前专利申请(申请号202010250856x)不同，申请号202010250856x在进入镜头与相机之前两个面的独立偏振成像光路在空间上是完全重叠的，两个像是由特殊的偏振相机的两个象限来获取的。

本发明使用偏振分像法实现晶粒双面同时等光程共焦检测方法，其特征在于：该检测装置包括在光路方向上依次设置的cmos或ccd相机、远心成像镜头、偏振分像棱镜组件、偏振立方分束器、半导体晶粒和用于承置半导体晶粒的透明玻璃载物台，在半导体晶粒与偏振立方分束器之间的光路上分别设有侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜，侧面直角转像棱镜和天面直角转像棱镜分别位于半导体晶粒的正侧部和天面正上方，偏振立方分束器与天面直角转像棱镜在同一水平高度；侧面直角转像棱镜和偏振立方分束器位于远心成像镜头的光轴上，同时侧面直角转像棱镜的第一直角面与偏振立方分束器的第一面对齐并胶合，侧面直角转像棱镜的第二直角面与半导体晶粒侧面相对，侧面直角转像棱镜的斜面与远心成像镜头光轴倾斜设置，天面直角转像棱镜的两个直角面分别与半导体晶粒的天面和偏振立方分束器的第二面相对；所述偏振分像棱镜组件包括贴设在偏振立方分束器第三面上的沃拉斯顿偏振棱镜和位于沃拉斯顿偏振棱镜上靠近远心成像镜头一侧的屋脊棱镜，偏振立方分束器第二面相背的第四面旁侧设有同轴外置照明光源，或者，侧面直角转像棱镜与半导体晶粒的侧面、天面直角转像棱镜与半导体晶粒的天面之间分别设有同轴外置照明光源，半导体晶粒的天面与侧面分别经直角转像棱镜、偏振立方分束器、偏振分像棱镜组件以等光程共焦偏振成像在cmos或ccd相机传感器面上，在cmos或ccd相机上获取半导体晶粒双面各自独立的像；

偏振成像照明光路：照明光源经过偏振立方分束器时被分为两束偏振方向互相垂直的线偏振光，分别是p-分量与s-分量；一束p-分量偏振光经天面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的天面；而另一束s-分量偏振光经侧面直角转像棱镜照明待测半导体晶粒的侧面，两束振动方向互相垂直的线偏振光分别照明半导体晶粒相邻的两个面；

偏振成像光路：

两束振动方向互相垂直的线偏振光照明半导体晶粒相邻的两个面产生漫反射光；半导体晶粒天面的成像光束s-分量经天面直角转像棱镜与偏振立方分束器反射进入偏振分像棱镜组件；而半导体晶粒侧面的p-分量成像光束经侧面直角转像棱镜与偏振立方分束器透射进入偏振分像棱镜组件，从偏振分像棱镜组件输出的双面像在普通cmos或ccd相机上分别获得了双面各自独立的像。

本申请偏振立方分束器：是常规偏振光学元件，由福建福特科光电有限公司等生产，其即是在一个直角棱镜的斜面上镀制偏振分光膜，然后与另一个同一尺寸的直角棱镜斜面对斜面胶合而成。

本发明检测新装置的优点：

1)半导体晶粒相邻双面同时等光程共焦偏振成像检测，即△＝0(或准等光程共焦成像检测，△≈0)，无需使用大景深远心镜头来补偿双面偏振成像的光程差；

2)使用偏振光分束器照明光利用率高达100％，双光路双偏振光照明物体照明效率高，而使用普通分光棱镜的光利用率为50％；

3)半导体晶粒相邻双面偏振成像光路可实现完全等照度照明；

4)采用特别设计的偏振分像棱镜组件获得两个偏振方向互相垂直的偏振成像光束，该偏振分像棱镜组件由wollaston偏振棱镜-即沃拉斯顿偏振棱镜(或rochon或se’narmont偏振棱镜)与匹配的屋脊形棱镜构成，双面像的间距δ取决于偏振分像棱镜组件的光学设计，可以选取为δ＝1.8-2.5mm。

5)采用普通cmos或ccd相机分离两种不同偏振(0度和90度偏振方向)成像光路同时采集相邻双面的像，图像处理时间短、速度快；普通cmos或ccd相机的成本是偏振相机的10％左右；即使增加偏振分像棱镜组件的成本，也可以有效降低检测系统的成本。

6)半导体晶粒相邻双面同时偏振成像检测装置结构简单紧凑且装配调试容易。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。