[发明专利]光学元件表面应力的测量方法以及装置

权利要求书

1.一种光学元件表面应力的测量方法，其特征在于，实现所述测量方法的测量装置为基于各向异性介质菲涅尔反射公式设计的装置，所述测量装置包括光源，沿所述光源输出的光路方向依次为起偏器、滤波扩束准直器、分光器、载物台、成像透镜、检偏器、光电探测器；所述测量方法包括：

获取所述光电探测器输出的第一信号能量；所述第一信号能量为所述光电探测器对所述载物台上待测元件在所述测量装置处于第一工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；

获取所述光电探测器输出的第二信号能量；所述第二信号能量为所述光电探测器对所述待测元件在所述测量装置处于第二工况下发生的反射光进行采集而得到的信号能量；

根据所述第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据所述第二信号能量确定第二光强分布信息；

根据所述第一光强分布信息和所述第二光强分布信息，获取所述待测元件的表面应力信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述测量装置处于第一工况下，所述载物台上的光场区域为明场；

所述测量装置处于第二工况下，所述载物台上的光场区域为暗场。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一信号能量确定第一光强分布信息，并根据所述第二信号能量确定第二光强分布信息，包括：

获取所述光源输出的光强度信息，并获取所述待测元件的反射琼斯矩阵；

根据所述光源输出的光强度信息、所述待测元件的反射琼斯矩阵、所述第一信号能量，确定所述第一光强分布信息；

根据所述光源输出的光强度信息、所述待测元件的反射琼斯矩阵、所述第二信号能量，确定所述第二光强分布信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光强分布信息和所述第二光强分布信息，获取所述待测元件的表面应力信息，包括：

确定所述待测元件受应力作用后的第一折射率和第二折射率；

根据所述第一折射率n_o和所述第二折射率n_e，确定目标折射率；

根据所述第一光强分布信息、所述第二光强分布信息和所述目标折射率，确定所述待测元件的等差线和等倾线；

根据所述等差线和等倾线，确定所述待测元件的表面应力信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述等差线的计算公式表示如下：

所述等倾线的计算公式表示如下：

其中，为所述等差线，φ为所述等倾线，I₁为所述第一光强分布信息；I₂为所述第二光强分布信息；n'为所述目标折射率，n'＝max(n_o,n_e)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量装置处于第一工况包括：

所述起偏器的偏振面的偏振方向在分光光路与x方向为0°，所述检偏器的偏振方向在所述分光光路与所述x方向为0°；

其中，所述分光光路的光轴方向为z方向，垂直所述光轴的平面中建立实验参考xy坐标系，其中所述xy坐标系中所述x方向为水平方向，面内垂直所述x方向为y方向。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测量装置处于第二工况包括：

所述起偏器的偏振面的偏振方向在分光光路与x方向为0°，所述检偏器的偏振方向在所述分光光路与所述x方向为90°。

8.一种光学元件表面应力的测量装置，其特征在于，包括光源，沿所述光源输出的光路方向依次为起偏器、滤波扩束准直器、分光器、载物台、成像透镜、检偏器、光电探测器；其中，所述测量装置还包括：

与所述光电探测器连接的控制模块，所述控制模块上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。