[实用新型]一种表面形貌测量装置

说明书

本实用新型涉及到表面形貌测量技术领域，其提供了一种表面形貌测量装置，包括：光源，用于产生宽谱带的出射光，传输到准直单元；准直单元，用于将出射光准直为平行光束，平行光束入射到探测单元；探测单元与待测物体表面设置成一定的角度，且探测单元使入射的光产生色散并聚焦后照射到待测物体表面；待测物体表面反射的光进入到接收单元，接收单元具有较大的数值孔径，对待测物体表面反射的光进行会聚和光路偏转；从接收单元出射的光进入到聚焦单元，聚焦单元将光聚焦到信息处理单元；信息处理单元将入射的光信号转换为电信号，并进行数据处理，以获取测量结果；位移单元在完成一次测量后，将整个装置移动一段距离，测量待测物体表面的其它部位。

技术领域

本实用新型涉及到表面形貌测量或三维表面轮廓测定技术领域，尤其涉及一种表面形貌测量装置。

背景技术

物体的表面质量在现代的加工，机械，电子和材料等领域有着十分重要的意义，通过表面检测手段来获取表面的形态特征是研究物体表面质量的基础。在表面测量的技术和原理之中，传统的触针式轮廓仪是通过触针的机械压力来测量的，属于接触测量的方式。另一种是非接触的方式，主要有光学法，扫描电子显微镜法等，其中光学测量的方法由于测量精度高，量程大，分辨率高等特点，得到了较大的发展和应用，现代的光学测量方法是结合了经典的光学理论，图像处理，自动控制，微型精密机械和计算机技术的综合型方法，已经在不同领域的测量过程中发挥了重要作用。

光学测量方法依据不同的基本原理可以分为三种：1)以光波干涉原理为主的轮廓检测技术，主要有双光束干涉技术，白光干涉技术，外差干涉技术和微分干涉显微技术等；2)以结构光投影原理为主的轮廓检测技术，主要有三角法和光切法。3)以聚焦光束作为探针的轮廓检测技术，主要有离焦检测技术和共焦显微技术等。

共焦显微技术突破了传统的普通光学显微镜的分辨极限和有限焦深的限制，在横向分辨率和纵向层析分辨上有更强的成像能力，共焦显微的基本原理为入射光经过透镜或透镜组聚焦在观测样品上，激发样品的荧光，荧光被另一组透镜收集后，成像在探测器的滤波小孔上，两个透镜组的焦点落在同一个位置即样品上，故名共聚焦，简称为共焦。光谱共焦原理则是在共焦显微技术的基础上发展而来的，采用复色光源，一般为白光或谱带更宽的光源，通过系统中的色散元件得到轴向的色散分布，通过色散分布将波长与位移一一对应，并结合共焦的原理获得高对比度的信号，省去了共焦显微技术中的轴向扫描过程，大大提高了检测速度，使这项技术得以在工业检测过程中应用。

目前已有许多公开的专利和论文研究了光谱共焦技术的发展和具体应用。但是，现有大多数的扫描方式是属于点扫描，而点扫描光谱共焦方法在数据采集速度上是处于劣势的。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

实用新型内容

本实用新型实施例提出一种基于线扫描方式的表面形貌测量装置，以快速得到物体表面形貌的高精度数据。

为了达到上述目的，本实用新型实施例提供一种表面形貌测量装置，包括光源、准直单元、探测单元、接收单元、聚焦单元、信息处理单元以及位移单元：其中，所述光源，用于产生宽谱带的出射光，传输到所述准直单元；所述准直单元，用于将所述出射光准直为平行光束，所述平行光束入射到所述探测单元；所述探测单元与待测物体表面设置成一定的角度，且所述探测单元使入射的光产生色散并聚焦后照射到所述待测物体表面；所述待测物体表面反射的光进入到所述接收单元，所述接收单元具有较大的数值孔径，对所述待测物体表面反射的光进行会聚和光路偏转；从所述接收单元出射的光进入到所述聚焦单元，所述聚焦单元将光聚焦到所述信息处理单元；所述信息处理单元将入射的光信号转换为电信号，并进行数据处理，以获取测量结果；所述位移单元在完成一次测量后，将整个装置移动一段距离，测量所述待测物体表面的其它部位。