[发明专利]一种白光干涉三维形貌测量光学系统

权利要求书

1.一种白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：包括宽谱段光源、投影照明镜组、分光镜、标准反射镜、第一方位调整器、第二方位调整器、直线驱动器、测量镜组及探测器阵列；

所述投影照明镜组位于分光镜的Z轴负方向上，并与所述Z轴垂直；

所述标准反射镜位于所述分光镜的Z轴正方向上，所述第一方位调整器驱动连接所述标准反射镜，用于调整标准反射镜面与Z轴的夹角；

所述第二方位调整器用于放置被测物体，所述被测物体表面与分光镜的反射面相对，被测物体位于分光镜的X轴负方向上；

所述测量镜组位于所述分光镜的X轴正方向上，其光轴与X轴重合；

探测器阵列位于测量镜组的后焦平面上，用于接收测量镜组投影过来的物像；

所述直线驱动器与所述被测物体驱动连接，用于驱动被测物体沿X轴移动；

宽谱段光源发出宽谱段照明光，经投影照明镜组后，投射至被测物体表面和标准反射镜表面，两处的反射光经分光镜合束后形成空间干涉光场，入射至测量镜组中，被投影到光电探测器上；

其中，以分光镜的中心为原点建立三维直角坐标系，以宽谱段光源入射到分光镜的光轴方向为Z轴正方向，以宽谱段光源入射到分光镜后经反射出的光轴方向为X轴负方向。

2.根据权利要求1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：在所述投影照明镜组的入射侧的光轴上还设有对比图样发生器，所述宽谱段光源发出宽谱段照明光经对比图样发生器投射或反射后传入所述投影照明镜组中。

3.根据权利要求2所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：所述宽谱段光源针对对比图样发生器的照明方式为背面照明方式、迎面照明方式或倾斜照明方式。

4.根据权利要求1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：所述分光镜为分光正四棱柱，所述分光正四棱柱的第一表面、第三表面垂直于所述投影照明镜组的中心光轴，第二表面、第四表面垂直于所述测量镜组的光轴方向。

5.根据权利要求1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：所述标准反射镜可沿其所在光路方向移动。

6.根据权利要求1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：所述分光镜的投射面与所述标准反射镜之间设有光强衰减片及补偿镜，用于对干涉光光强和波前相位进行调制。

7.根据权利要求1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：所述探测器阵列为CCD元件阵列、CMOS元件阵列或者APD元件阵列。

8.根据权利要1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：所述标准反射镜在测量过程中是固定的，所述直线驱动器驱动被测物体沿所在光轴方向移动，移动范围小于系统量程。

9.根据权利要求1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：测量镜组可以为通用测量镜组、显微测量镜组或远心测量镜组。

10.根据权利要求1所述的白光干涉三维形貌测量光学系统，其特征在于：所述投影照明镜组与分光镜的入射面之间设有滤光片，所述滤光片滤光范围涵盖电磁波的紫外波段、可见光波段、近红外波段、中红外波段和远红外波段。