[发明专利]基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量方法，其特征在于利用主要由M1反射镜、M2反射镜、激光源、接收器件、分光板和补偿板构成的光路组件对样品厚度进行测量，所述激光源、分光板、补偿板和M2反射镜沿同一方向依次排列，所述分光板与补偿板相互平行且均与M1反射镜镜面成45°夹角；用于放置样品的载物台位于M1反射镜和分光板之间；样品厚度采用包括以下步骤的方法进行测量：

S1，将待测样品放置到载物台上；

S2，打开激光源，调整载物台或者光路组件至接收器件接收到干涉条纹，记录样品平面与M1反射镜镜面相对旋转角度α1；

S3，继续调整载物台或者光路组件至接收器件接收到的干涉条纹移动L条，记录样品平面与M1反射镜镜面相对旋转夹角α2；

S4，将步骤S2和步骤S3所记录的样品平面与M1反射镜之间的夹角α1、α2以及干涉条纹移 动数L带入以下公式计算得到待测样品的厚度：其中，x为待测样品的厚度，λ为激光源的波长。

2.根据权利要求1所述基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量方法，其特征在于重复步骤S1至S4若干次，得到待测样品厚度的多组数值，对所得待测样品厚度的多组数值计算平均值，以平均值为待测样品的厚度。

3.一种基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量装置，其特征在于包括放置待测样品的固定载物台(3’)以及封装在一壳体(13)内的光路组件；所述光路组件主要由安装在壳体(13)内基座上的M1反射镜(1)、M2反射镜(2)、激光源(5)、接收器件(6)、分光板(7)、补偿板(8)和微机电陀螺仪(10)构成；所述接收器件(6)为CCD元件；所述微机电陀螺仪(10)和接收器件(6)分别与单片机(11)电连接；所述激光源(5)、分光板(7)、补偿板(8)和M2反射镜(2)沿同一方向依次排列，所述分光板(7)与补偿板(8)相互平行且均与M1反射镜镜面成45°夹角；所述基座与微机电陀螺仪(10)安装在中心轴(9)上，实现基座旋转与角度测量联动；分光板(7)将激光源(5)发射的激光分为两束，其中一束激光经样品(4)入射到M1反射镜(1)，另一束激光经补偿板(8)入射到M2反射镜(2)；由M1反射镜(1)反射回的反射光经样品(4)、分光板(7)由接收器件(6)接收，由M2反射镜(2)反射回的反射光经补偿板(8)再由分光板(7)反射至接收器件(6)；调整壳体(13)内的基座的旋转角度，使接收器件(6)接收到干涉条纹；所述壳体(13)上设计有大于样品厚度的开口，固定载物台(3’)能使放置在其上的样品沿开口进入壳体(13)内位于M1反射镜(1)和分光板(7)之间。

4.根据权利要求3所述基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量装置，其特征在于；所述CCD元件为平面点阵电荷耦合元件或者线性电荷耦合元件。

5.根据权利要求4权利要求所述基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量装置，其特征在于所述基座通过中心轴(9)安装在壳体(13)内，中心轴位于壳体外的一端安装有旋转手柄。

6.根据权利要求3所述基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量装置，其特征在于所述单片机(11)安装在壳体(13)内基座上；所述单片机(11)与位于壳体(13)外的显示器件(12)电连接。

7.根据权利要求6所述基于迈克尔逊干涉原理的非接触式样品厚度测量装置，其特征在于所述单片机(11)与显示器件(12)电连接，且两者位于壳体(13)的外部。