如何用共聚焦扫描技术测量光学结构表面？
共聚焦扫描技术是一种广泛应用于光学结构表面形貌测量的超精密测量方法。本文将介绍共聚焦扫描技术的基本原理及其发展历程。
一、基本原理
共聚焦扫描技术起源于20世纪80年代，其工作原理基于激光光源发出的光线经过分光镜和显微物镜后投射至待测物体表面。反射回来的光线沿原光路返回，并经过共聚焦针孔滤光片。只有当待测物体表面位于焦平面时，反射光才能通过针孔滤光片并被光强倍增管接收。若待测物体表面偏离焦平面，则反射光将被滤光片阻挡。在测量过程中，通过PZT驱动器调整物镜与待测物体的距离，以寻找最佳焦平面。当接收到的光信号达到最大值时，表明待测物体表面已处于焦平面位置。此时，激光在物体表面形成一个焦点，通过相关数学模型可计算出该焦点处的高度信息。通过对物体表面各点进行逐一测量，便可获取整个表面的三维形貌数据。
二、发展历程
尽管共聚焦扫描技术在测量精度方面具有显著优势，但由于每次垂直扫描仅能测量一个点的高度，因此需借助高精度三轴运动平台实现逐点扫描，导致测量过程较为耗时。为提高测量效率，研究人员对共聚焦扫描技术进行了诸多改进，例如数字微镜法和Nipkow转盘法等多光束并行共聚焦技术。这些改进方法能够在单次扫描过程中同时测量多个点的高度信息，从而显著缩短了测量时间，提高了测量效率。
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