[发明专利]基于平面光栅分光的线型显微干涉光谱测量系统与方法

权利要求书

1.一种基于平面光栅分光的线型显微干涉光谱测量系统，包括光源单元、干涉单元、光路分光单元、监控单元、光谱成像单元和数据处理单元，其特征在于：

所述光源单元进行光源输入；

所述干涉单元由物镜、分光棱镜、参考镜、载物台、一维扫描电机、压电陶瓷定位器组成，其中，物镜、分光棱镜、参考镜构成了Michelson干涉物镜；

所述光路分光单元将干涉光分成两路，一路输入监控单元，另一路输入光谱成像单元；

所述监控单元实现对样品的实时观察；

所述光谱成像单元由管镜、狭缝、准直透镜、平面光栅、成像透镜和高速相机组成，其中，经过狭缝后的长条形携带样品表面某一列信息的干涉光，经过平面光栅进行波长分解，形成光谱图像，成像于高速相机上；

所述数据处理单元是对光谱成像单元的光谱图像进行分析处理，从而获得样品的轮廓信息。

2.如权利要求书1所述的一种基于平面光栅分光的线型显微干涉光谱测量系统的测量方法，其特征在于具体步骤为：

S1、使用基于平面光栅分光的线型显微干涉光谱测量系统进行测量，电脑控制压电陶瓷定位器进行五步相移，产生相位差为π/2的五帧干涉信号，

I₁＝I_bg+I_bgγcos(δ(k)-π)

其中I_bg表示背景光强，γ表示对比度，k表示波数，δ表示测量端与参考端之间的相位差，即所需要的相位信息；

S2、对高速相机采集到的光谱图像进行处理，每行包含轮廓线对应点的光谱信息，采用五步相移法提取出相位信息；

S3、根据相位与波数之间的关系，得到轮廓线对应点的绝对距离；

S4、逐行重复步骤2、3，得到每个点的绝对距离后，即可获得样品的轮廓信息；

h＝{d_i}，i＝1，2，...，N

其中，N为光谱图像的行数，即为轮廓包含的点数。