一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量装置与方法与流程

文档序号:12443674阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量装置,其特征在于,包括照明系统、扫描系统和探测系统;

所述照明系统包括激光器(1)、准直镜(2)、光阑(3)和PBS(4);

所述扫描系统包括一号高速数字扫描振镜(5)、二号高速数字扫描振镜(6)、扫描透镜(7)和三维微位移载物台(9);

所述激光器(1)发出的激光经所述准直镜(2)后形成平行光,所述平行光经所述光阑(3)入射至所述PBS(4),由PBS(4)透射的激光依次经所述一号高速数字扫描振镜(5)和二号高速数字扫描振镜(6)反射至所述扫描透镜(7),扫描透镜(7)将激光聚焦至待测样品(8),所述待测样品(8)置于三维微位移载物台(9)上;

扫描系统和所述探测系统共用一号高速数字扫描振镜(5)、二号高速数字扫描振镜(6)和扫描透镜(7);

探测系统和照明系统共用PBS(4);

探测系统包括扫描透镜(7)、二号高速数字扫描振镜(6)、一号高速数字扫描振镜(5)、PBS(4)、滤光片(10)、收集透镜(11)、多模光纤(12)和PMT(13);

待测样品(8)表面激发出的荧光经扫描透镜(7)依次透射至二号高速数字扫描振镜(6)和一号高速数字扫描振镜(5),一号高速数字扫描振镜(5)将荧光反射至PBS(4),PBS(4)反射荧光,PBS(4)反射的荧光依次经所述滤光片(10)、收集透镜(11)和多模光纤(12)入射至所述PMT(13)。

2.根据权利要求1所述的一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量装置,其特征在于,所述扫描透镜(7)的最大视场为50mm×50mm,Z方向最大测量范围为100mm,Z方向为扫描透镜(7)的轴向。

3.根据权利要求1或2所述的一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量装置,其特征在于,所述激光器(1)发出的激光的波长为532nm。

4.根据权利要求1或2所述的一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量装置,其特征在于,经所述扫描透镜(7)透射后的激光功率大于0W且小于0.8W。

5.根据权利要求1或2所述的一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量装置,其特征在于,所述扫描透镜(7)的数值孔径小于0.1。

6.基于权利要求1所述的一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量装置的测量方法,其特征在于,该方法包括以下步骤;

步骤一、在待测样品(8)的表面镀荧光膜;

步骤二、激光器(1)发出的激光经准直镜(2)后形成平行光,所述平行光经光阑(3)入射至PBS(4),由PBS(4)透射的激光依次经一号高速数字扫描振镜(5)和二号高速数字扫描振镜(6)反射至扫描透镜(7),扫描透镜(7)将激光聚焦至待测样品(8);

步骤三、待测样品(8)上的聚焦光斑激发表面荧光膜,其激发的荧光经收集透镜(11)收集,并经多模光纤(12)滤除杂散光,再经由PMT(13)得到轴向响应曲线,根据轴向响应曲线确定待测样品(8)上所测点的位置;

步骤四、三维微位移载物台(9)带动待测样品(8)三维移动;

重复步骤二至步骤四,直至得到待测样品的三维图像,完成测量。

7.根据权利要求6所述的一种大口径自由曲面样品表面轮廓的测量方法,其特征在于,完成测量后,还包括将待测样品(8)溶于有机溶剂,清洗荧光膜。

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