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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：基于涡旋分量排序的暗场共焦显微测量装置及方法，它涉及一种暗场共焦显微测量装置及方法。本发明为了解决传统共焦显微测量的亚表面缺陷无损检测技术检测维度单一，无法实现缺陷的复杂几何特性表征及物理特性分析，亚表面缺陷判定准确率不足的问题。本发明所述测量装置包括高斯照明模块、涡旋排序模块、线阵探测模块和三维位移台；待测样品设置在三维位移台上，所述高斯照明模块发射的激光照射在待测样品上，待测样品的反射光经由所述高斯照明模块和所述涡旋排序模块后由所述线阵探测模块接收。本发明属于光学精密测量技术领域。

主权项：1.基于涡旋分量排序的暗场共焦显微测量方法，其特征在于，所述方法采用基于涡旋分量排序的暗场共焦显微测量装置进行测量，所述基于涡旋分量排序的暗场共焦显微测量装置包括高斯照明模块、涡旋排序模块、线阵探测模块和三维位移台9；待测样品8设置在三维位移台9上，所述高斯照明模块发射的激光照射在待测样品8上，待测样品8的反射光经由所述高斯照明模块和所述涡旋排序模块后由所述线阵探测模块接收；所述高斯照明模块由激光器1、单模光纤2、光纤准直镜3、半波片4、偏振片5、非偏振分束器6和物镜7组成，激光器1、单模光纤2、光纤准直镜3、半波片4、偏振片5、非偏振分束器6和物镜7由左至右依次设置，激光器1发射的激光依次经过单模光纤2、光纤准直镜3、半波片4、偏振片5、非偏振分束器6后通过物镜7照射在待测样品8上，待测样品8的反射光经过物镜7后经由非偏振分束器6射入所述涡旋排序模块；所述涡旋排序模块包括反射镜10和空间光调制器11；待测样品8的反射光经过物镜7后经由非偏振分束器6射入反射镜10，反射镜10将反射光引导至空间光调制器11中心，空间光调制器11将反射光在空间分离并排序，在空间分离并排序后的反射光被线阵探测模块接收；所述线阵探测模块包括狭缝阵列12和线阵光电倍增管13；狭缝阵列12滤除空间分离并排序后的反射光的离焦噪声，线阵光电倍增管13记录滤除离焦噪声后的反射光的强度；具体步骤包括：步骤1、激光器1出射线偏振激光，耦合进单模光纤2后由光纤准直镜3输出标准高斯光，旋转偏振片5使光束偏振方向匹配空间光调制器11要求，旋转半波片4使输出光强最大；步骤2、高斯光通过非偏振分束器6由物镜7聚焦于待测样品8，通过三维位移台9控制聚焦光斑位置；步骤3、待测样品8散射，使回光信号光产生多阶涡旋分量，反射和散射信号光被物镜7收集经原照明光路返回后经非偏振分束器6、反射镜10反射至空间光调制器11；步骤4、空间光调制器11加载相位分布将m阶涡旋散射分量在与空间光调制器距离为f的平面的不同横向位置处聚焦成线光斑阵列；步骤5、在聚焦线光斑阵列平面放置狭缝阵列12滤除离焦噪声，各狭缝宽度50μm，设计狭缝位置与各线光斑一一对应；步骤6、线阵光电倍增管13记录通过狭缝的各阶涡旋分量强度，单帧获得信号光螺旋谱；步骤7、步进式移动三维位移台9扫描三维视场，每移动一次，重复步骤3-6，重构包含样品三维位置和各位置螺旋谱的四维数据。

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