S3,被分成透射和反射两束光，其中透射平行光入射到平面反射镜Μ上，被平面反射镜Μ 反射，再次回到分光镜S3,再由分光镜S3反射及透射成两束平行光束。由分光镜S3反射的 平行光束投射在被测表面上，被测表面上不同的被测点反射回不同波长的光。反射光再次 到达分光镜S3,并被分光镜S3分成透射和反射两束平行光。其中透射光束与由平面反射 镜Μ反射到达分光镜S3并被分光镜S3反射的平行光相遇并发生干涉，每个波长的光形成 自己的干涉信号，此干涉平行光束到达分光镜S4,并被分光镜S4分成透射和反射两束平行 光束。透射光束垂直入射到Fabry-Perot滤波器Χ2的一个平行平板上，满足Fabry-Perot 滤波器X2相干相长条件波长的光得以透过，相邻波长间隔为Fabry-Perot滤波器自由光谱 区的梳状波长的光透过Fabry-Perot滤波器X2,形成横截面光能量梳状平行光束，由面阵 探测器PD2对应像元探测，面阵探测器PD2探测到的干涉信号经过数据采集卡B2后输入计 算机B5。这一组梳状波长的干涉信号是由被测表面一组等间隔的离散被测线上各点的反射 光与平面反射镜Μ的反射光相遇形成的，梳状波长中每个波长的干涉信号携带对应被测点 的纵向信息。
[0060] 为了对其他点进行测量，纵向平移台Τ3带动Fabry-Perot滤波器Χ2的一个平行 平板移动，从而调节Fabry-Perot滤波器X2的腔长，使另一组满足Fabry-Perot滤波器相 干相长条件的梳状波长通过，由面阵探测器PD2探测，面阵探测器PD2探测到的干涉信号经 过数据采集卡B2后输入计算机B5。这一组梳状波长的干涉信号是由被测表面上另一组等 间隔的离散被测线上各点的反射光与平面反射镜Μ的反射光相遇形成的，因此，梳状波长 中每个波长的干涉信号携带了对应被测点的纵向信息。如此重复，使被测表面上每一个被 测点的反射光与平面反射镜Μ的反射光相遇形成的干涉信号都被面阵探测器PD2探测，面 阵探测器PD2探测到的干涉信号经过数据采集卡Β2后输入计算机Β5。
[0061] 因为两片扇形光片中每个波长的空间位置不同，这样就实现了利用两个不同的波 长分别对被测表面上同一个被测点进行测量。
[0062] 对应面阵探测器有Ν X Μ个像元探测到干涉信号，被测表面上就有Ν X Μ个被测点。 当由分光镜S1透射的光束参与测量时，面阵探测器PD2的第i行的第j个像元探测到的干 涉信号相位为：
[0063]
[0064] 当由分光镜S1反射的光束参与测量时，面阵探测器TO2的同一行的同一个像元 (第i行的第j个像元）探测到的干涉信号的相位为：
[0065]
(6)
[0066] 式（5)和式（6)中：和供2(iJ)是干涉信号的相位，叫，,，|<)和巧(/,_/1?是干涉信号相 位的小数部分（即初相位），mUl，^和mm』是正整数，Λ是干涉仪在第i行的第j个被 测点的光程差，λ^和λ2]是入射到第j个被测点的波长。
[0067] 同样地，当由分光镜S1透射的光束参与测量时，面阵探测器PD2的第i行的第j+1 个像元探测到的干涉信号的相位为：
[0068] 7
[0069] 当由分光镜S1反射的光束参与测量时，面阵探测器PD2的第i行的第j+Ι个像元 探测到的干涉信号的相位为：
[0070]
(8)
[0071] 式（7)和式⑶中：％'，沖和~,洲是干涉信号的相位，％.是干涉信 号相位的小数部分（即初相位），mUl，]+1)和m]+1)是正整数，Λ& ]+1)是干涉仪在第i行的 第j+l个被测点的光程差，λUj+1)和λ2〇1}是入射到第j+i个被测点的波长。
[0072] 被测表面上第i行的第j+Ι个被测点与第j个被测点的纵向高度差为：
[0073]
(9)
[0074] 式中:尤=Y，η是空气折射率，i= 1，2，···，Ν，j= 1，2，···，Μ-1。 A r
[0075] 解调出每对相邻被测点的纵向高度差，即实现两相邻被测点的纵向高度差大于半 波长的台阶和沟槽的不连续表面的测量。
[0076] 由分光镜S4反射的干涉平行光束到达狭缝光阑D2,此光线的每一点是不同的波 长形成的干涉信号，透过狭缝光阑D2的干涉信号到达光电探测器roi，由光电探测器roi 探测。PD1探测到的干涉信号经信号处理电路B3后，经过反馈控制电路Μ处理，反馈控制 电路Μ的输出信号加在位于干涉仪的参考臂中的压电陶瓷ΡΖΤ上，驱动ΡΖΤ调节干涉仪的 参考臂的光程，使干涉仪的两个干涉臂保持在正交状态，由此消除环境干扰对干涉仪的影 响，从而达到稳定测量系统的目的，使测量系统适合在线测量。
[0077] 为了举例说明本发明的实现，描述了上述的具体实例，但本发明的其他变化和修 改，对本领域技术人员是显而易见的，在本发明无公开内容的实质和基本原则范围内的任 何修改/变化或仿效变换都属于本发明的权利要求保护范围。
【主权项】
1. 一种基于光谱色散全场的超横向分辨率表面三维在线干涉测量系统，其特征是由宽 带光源（XI)、隔离器（B1)、光纤（F)、光纤连接头（C)、球面凸透镜（Ll，L2,L3)、柱面凸透 镜（L4,L5,L6,L7)、分光镜（Sl，S2,S3,S4)、直角棱镜（Rl，R2,R3)、光阑（Dl，D2)、挡光屏 (P)、衍射光栅（G)、平面反射镜（M)、平移台（T1，T2)、光电探测器（PD1)、面阵探测器（PD2)、 可调谐Fabro-Perot滤波器（Χ2)、压电陶瓷（ΡΖΤ)、数据采集卡（Β2)、信号处理电路（Β3)、 反馈控制电路（B4)、计算机（B5)、结果输出（B6)、平移台驱动（B7)组成；宽带光源（XI)发 出的光经过隔离器（B1)以及光纤（F)后，由光纤连接头（C)输出，经过球面凸透镜（L1)准 直形成的平行光束经过球面凸透镜（L2)后，被聚焦在球面凸透镜（L2)的后焦点处，经过位 于（L2)后焦点的圆孔光阑（D1)，再经过球面凸透镜（L3)准直形成的平行光束入射到直角 棱镜（R1)上，经直角棱镜（R1)转向，到达分光镜（S1)，由分光镜（S1)分成透射和反射两 束光，其中透射光到达分光镜（S2)，再由分光镜（S2)分成透射和反射两束光，反射光束被 反射出系统，透射光束沿柱面凸透镜（L4)的主光轴入射到柱面凸透镜（L4)上，被聚焦在柱 面凸透镜（L4)后焦点处，柱面凸透镜（L4)的后焦点在衍射光栅（G)的衍射面上，所以，光 束被聚焦在衍射光栅（G)上，再由衍射光栅（G)色散，形成波长在横向（垂直于光波传播方 向）连续分布的扇形光片，此扇形光片被柱面凸透镜（L5)准直成波长在横向连续分布的平 行光片，此平行光片经过两个共焦柱面凸透镜（L6)和（L7)扩束为平行光束，此平行光束到 达分光镜（S3)，被分成透射和反射两束光，其中透射平行光入射到平面反射镜（M)上，被平 面反射镜（M)反射，再次回到分光镜（S3)，再由分光镜（S3)反射及透射成两束平行光束； 来自柱面凸透镜（L7)并由分光镜（S3)反射的平行光束投射在被测表面上，被测表面上不 同的被测点反射回不同波长的光，反射光再次到达分光镜（S3)，并被分光镜（S3)分成透射 和反射两束平行光，其中透射平行光束与由平面反射镜（M)反射后达分光镜（S3)并被分光 镜（S3)反射的平行光相遇并发生干涉，每个波长的光形成自己的干涉信号，此干涉平行光 束到达分光镜（S4)，并被分光镜（S4)分成透射和反射两束平行光束，透射平行光束垂直入 射到Fabry-Perot滤波器（X2)的一个平行平板上，满足Fabry-Perot滤波器（X2)相干相 长条件波长的光得以透过，相邻波长间隔为Fabry-Perot滤波器自由光谱区的梳状波长的 光透过Fabry-Perot滤波器（X2)，形成横截面光能量不连续的梳状平行光束，由面阵探测 器（TO2)对应像元探测，面阵探测器（TO2)探测到的干涉信号经过数据采集卡（B2)后输入 计算机（B5)，这一组梳状波长的干涉信号是由被测表面一组等间隔的被测线上的各点的反 射光与平面反射镜（M)的反射光相遇形成的，梳状波长中每个波长的干涉信号携带对应被 测点的纵向信息；为了对其他点进行测量，平移台（T2)带动Fabry-Perot滤波器（X2)的一 个平行平板移动，从而