[发明专利]一种基于结构光的干涉反射式光学薄膜显微测量方法

权利要求书

1.一种基于结构光的干涉反射式光学薄膜显微测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、利用结构光作为光源，将所述结构光通过显微物镜后照射在待测样品表面，所述待测样品包括透明基底和光学薄膜，所述光学薄膜包括多个光学膜层，结构光通过待测样品的透明基底后在光学薄膜的多层光学膜层发生反射，所有光学膜层的反射光形成多光束干涉并在透明基底表面形成干涉图样，通过调节所述显微物镜与所述待测样品之间的距离在所述透明基底表面形成清晰的干涉图样；

步骤二、拍摄所述透明基底表面的干涉图样经过所述显微物镜放大后的变形干涉图样，通过提取所述变形干涉图样中光强的调制度信息形成调制度信息的图像，建立调制度信息与拍摄干涉图样时的对焦程度的关系，去除调制度信息图像中对焦不清晰的调制度信息得到最终的调制度信息图像，根据所述最终的调制度信息图像的灰度确定所述光学薄膜对应位置的膜层数量和表面形貌。

2.根据权利要求1所述的基于结构光的干涉反射式光学薄膜显微测量方法，其特征在于，

所述步骤一中利用微型OLED显示器产生条纹结构光，所述微型OLED显示器分N次分别产生相位不同的条纹结构光形成N步相移的条纹结构光，其中N为大于3的正整数；

所述步骤二中对每一次所述微型OLED显示器产生的条纹结构光经过步骤一中的光学路径后形成的变形干涉图样进行拍摄，得到对应的N幅变形干涉图样；

从所述N幅变形干涉图样中得到光强的调制度信息其中n∈[0,N-1]，I_n表示第n步相移的变形干涉图样的光强，表示第n步相移产生的条纹结构光相比n＝0时产生的条纹结构光的相移量，根据所述调制度信息I_B的表征图像中的灰度信息确定所述光学薄膜对应位置的膜层数量和表面形貌。

3.根据权利要求2所述的基于结构光的干涉反射式光学薄膜显微测量方法，其特征在于，通过改变所述微型OLED显示器的频率改变所述条纹结构光的对比度。

4.根据权利要求1所述的基于结构光的干涉反射式光学薄膜显微测量方法，其特征在于，所述步骤二中拍摄一幅变形干涉图样，在所述变形干涉图样中建立二维正交坐标系，提取所述二维正交坐标系中任意一点处光强的相位信息确定该点对应的所述光学薄膜对应位置的膜层数量和表面形貌，具体步骤如下：

a、将所述变形干涉图样进行二维傅里叶变换得到所述变形干涉图样的傅里叶频谱；

b、在所述变形干涉图样的傅里叶频谱上进行频率移动，使得所述变形干涉图样的频谱在所述二维正交坐标系的两个坐标轴的方向上发生分别频移，对频移后的图像频谱进行逆傅里叶变换得到频移后的图像；

c、对逆傅里叶变换得到的频移后的图像的实部信息和虚部信息进行求相角的操作，得到的相位角即为所述二维正交坐标系中选取的任意一点处的包含所述光学薄膜对应位置的高度及表面反射率信息的相位信息。

5.根据权利要求1所述的基于结构光的干涉反射式光学薄膜显微测量方法，其特征在于，进行测量前搭建检测系统，所述检测系统包括结构光照明模块(1)、分束计(2)、显微物镜(3)和图像采集模块(6)，所述分束计(2)为半透半反镜，所述图像采集模块(6)、显微物镜(3)和所述待测样品共轴设置，所述分束计(2)设置在所述图像采集模块(6)和显微物镜(3)之间，所述结构光照明模块(1)用于产生经过准直后的结构光并经过所述分束计(2)反射后穿过所述显微物镜(3)并成像在所述待测样品表面，所述经过所述显微物镜(3)放大后的变形干涉图样通过所述分束计(2)透射后被所述图像采集模块(6)采集。