[发明专利]一种双角度激光干涉系统

说明书

本发明涉及干涉光谱成像技术领域，公开了一种双角度激光干涉系统，包括光源单元、干涉单元、分光单元以及图像获取单元，光源单元用于向分光单元发射平行光束，分光单元用于分射光束，干涉单元包括第一样品臂、第二样品臂以及参考臂，激光光源发射的光束经分光单元反射及透射后分别形成第一光束以及第二光束，第一光束和第二光束分别获取第一物光、第二物光和参考光，图像获取单元能够根据参考光、第一物光以及第二物光获取待测样品的两个视角的干涉成像；从而实现了在不改变物体位置的情况下对样品的两个角度同时进行干涉成像，且在不影响测量效率的前提下，覆盖了样品两倍的角度范围，能够拓展了干涉仪的应用范围。

技术领域

本发明涉及干涉光谱成像技术领域，尤其涉及一种双角度激光干涉系统。

背景技术

干涉仪在分辨微观特征方面具有得天独厚的优势，依据光的干涉原理会产生干涉条纹，分布于整个画面的干涉条纹即包含表面形貌的高度信息，由待测表面反射的光与参考平面反射的光会形成光程差(Optical Path)，由于光的波长尺度是纳米级的，亚纳米级的光程差都会被干涉条纹分辨出来，从而获得0.1纳米的高度分辨能力。

然而干涉仪在对光滑表面进行成像时，受限于物镜的数值孔径，能够接收的光的反射角度较小，放大倍率50倍、数值孔径0.55的干涉物镜，接收角为33.4°，使用大视场范围小数值孔径镜头观测时，光线反射角度甚至会小至1°以内，这一缺陷大大限制了干涉仪的应用场景，为了解决此困境，现有的技术手段是通过转动干涉仪或样品的方式测量多个角度，但此种方法引入了微米级的运动误差，使得测量精度严重下降，且大幅延长了测量的时间。

发明内容

本发明意在提供一种双角度激光干涉系统，其可以在不改变物体位置的情况下对样品的两个角度同时进行干涉成像，且在不影响测量效率的前提下，覆盖了样品两倍的角度范围，能够拓展干涉仪的应用范围。

为达到上述目的，本发明的基本方案如下：

一种双角度激光干涉系统，包括光源单元、干涉单元、分光单元以及图像获取单元，所述光源单元用于向分光单元发射平行光束，所述分光单元用于分射光束，所述干涉单元包括第一样品臂、第二样品臂以及参考臂，

所述第一样品臂与第二样品臂分别位于待测样品的两个不同方位，并用于分别获取待测样品的两个视角的物光；

所述光源单元向分光单元投射光束，光束经分光单元反射及透射后分别形成第一光束以及第二光束，第一光束经第一样品臂投射至待测样品，经待测样品反射的第一光束经分光单元投射至图像获取单元，所述图像获取单元获取关于待测样品的第一物光；

所述第二光束配置有两条光路，在第一光路中，所述第二光束经参考臂内部反射后投射至图像获取单元，图像获取单元获取参考光；在第二光路中，第二光束经第二样品臂投射至待测样品，经待测样品反射的第二光束经分光单元投射至图像获取单元，所述图像获取单元获取关于待测样品的第二物光；

所述图像获取单元能够根据参考光以及第一物光获取待测样品的第一视角的干涉成像，且图像获取单元能够根据参考光以及第二物光获取待测样品的第二视角的干涉成像。

进一步地，所述光源单元包括激光光源以及准直镜组，所述激光光源为点光源，所述激光光源向准直镜组投射光束，该光束经准直镜组向分光单元投射平行光束。

进一步地，所述图像获取单元包括相机以及目镜，所述参考光分别与第一物光以及第二物光在目镜的视场中发生干涉，相机获取干涉后的待测样品的第一视角以及第二视角的干涉成像。

进一步地，所述第一样品臂包括第一物镜，所述第一物镜用于将第一光束投向待测样品，并将经待测样品反射的第一光束经分光单元引向图像获取单元。