專利名稱：納米分辨全反射差分微位移測量的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于光電檢測技術領域，具體涉及一種高精密微位移測量和監測的方法和
直O
背景技術：
如今，納米科學技術、生物技術、高端集成電路制造技術成為世界科學技術發展的 重要方向。快速可靠的納米級分辨率檢測技術在納米科學技術、生物技術、高端集成電路 制造等領域的研究中扮演著極其重要的角色。傳統基于光干涉的顯微測量技術目前已經 能夠獲得高達Inm以下的測量分辨率。而目前，對于微小位移測量的光學非干涉方法屬共 聚焦手段最為成功，傳統的共聚焦方法，是利用點光源、被測物和針孔三者放置在彼此共軛 的位置，構成了光學系統中的點照明和點探測。但其分辨率受限于針孔大小和顯微物鏡的 數值孔徑，且受到外界背景與光源本身波動的影響。為了改善其軸向分辨率，在專利號為 200510123581.9的中國發明專利中，趙維謙等人提出了差分共焦的思想，利用兩個接收小 孔在軸向上距離焦平面錯開一定的位置，通過探測通過兩小孔后的光強，然后作差分處理， 提高了軸向分辨率，同時也消除了光功率波動以及背景噪聲對測量的影響，但其需要兩個 小孔、兩個探測器且調整相對復雜，因而系統昂貴。
發明內容
本發明提供了一種基于全反射差分的具有納米分辨率的微位移測量方法和裝置， 可用于工業精密測量和顯微鏡中樣品是否離焦的監測。一種納米分辨全反射差分微位移測量的方法，包括以下步驟(1)由激光器發射的光線，經單模光纖濾波濾去高階模式后，再經過準直透鏡準 直，得到準直光束；(2)所述的準直光束垂直入射到偏振分光器上分光為第一透射光束和第一反射 光束，所述的第一透射光束為第一平行線偏振光，所述的第一反射光束為第一垂直線偏振 光；(3)將所述的第一透射光束或第一反射光束作為第一入射光束，透過λ /4波片 后變成第一圓偏振光，其中λ/4波片的快軸與所述的第一入射光束的偏振方向的夾角為 45° ；所述的第一圓偏振光經過顯微物鏡匯聚得到聚焦光束，聚焦光束入射到被測靶鏡 后逆向反射，反射出來的光束逆向經過所述的顯微物鏡后，變成第二圓偏振光，第二圓偏振 光透過所述的λ/4波片后變成第二入射光束，所述的第二入射光束與所述的第一入射光 束的偏振方向相差90°，當所述的第一透射光束作為第一入射光束，所述的第二入射光束 為第二垂直線偏振光；當所述的第一反射光束作為第一入射光束，所述的第二入射光束為 第二平行線偏振光；(4)所述的第二入射光束垂直入射到偏振分光器上，得到第三反射光束或第三透
4射光束，作為第三入射光束；當所述的第二入射光束為第二垂直線偏振光，所述的第三入射 光束為第三反射光束；當所述的第二入射光束為第二平行線偏振光，所述的第三入射光束 為第三透射光束；(5)所述的第三入射光束進入斜方棱鏡后在斜方棱鏡內部發生至少一次全反射后 出射，出射光束經過凸透鏡匯聚入射到差分探測器上，將光強信號轉化為電信號，送入到探 測器驅動和顯示系統中，通過差分計算得到反映被測靶鏡位置變化的電壓信號，并顯示被 測靶鏡的位置變化。其中，步驟(1)中所述的激光器發射的光線可以為波長在380 780nm范圍內的 可見光。其中，步驟(1)中所述的準直透鏡可以為正透鏡，也可以為正透鏡組。其中，步驟(3)中所述的顯微物鏡優選采用高數值孔徑的消復色差透鏡，所述的 高數值孔徑NA = 0.8 1。其中，步驟(5)中所述的差分探測器可以是二象限探測器，也可以是四象限探測
ο本發明還提供了一種用于實現納米分辨全反射差分微位移測量的裝置，包括第 一部件組、第二部件組、第三部件組和第四部件組，其中，所述的第一部件組，依次包括激光器、單模光纖和準直透鏡，用于發射出光線，并 對其進行濾波處理濾去高階模式和準直處理，得到準直光束；所述的第二部件組，為偏振分光器，用于將垂直入射的所述的準直光束分光為第 一透射光束和第一反射光束，所述的第一透射光束或第一反射光束為第一入射光束；所述 的第一透射光束為第一平行線偏振光，所述的第一反射光束為第一垂直線偏振光；以及用 于對垂直入射的所述的第三部件組的出射光束進行反射或透射，得到第三反射光束或第三 透射光束，作為第三入射光束；所述的第三部件組，依次包括λ /4波片和顯微物鏡，與被測靶鏡位于相同的光 路上，用于使垂直入射的第一入射光束在依次經過45°位相延遲和聚焦后到達被測靶鏡， 經由被測靶鏡反射的光線逆向返回經過顯微物鏡，再經過第二次45°位相延遲，得到與第 一入射光束的偏振方向相差90°的出射光束，為第二入射光束；其中，λ/4波片的快軸與 第一入射光束的偏振方向的夾角為45° ；所述的第四部件組，依次包括斜方棱鏡、凸透鏡、差分探測器和探測器驅動和顯 示單元；所述的斜方棱鏡用于使入射的第三入射光束發生至少一次全反射后出射；所述的 凸透鏡用于匯聚從斜方棱鏡出射的光束；所述的差分探測器用于接收經所述的凸透鏡匯聚 的光束，并將光強信號轉化為電信號；所述的探測器驅動和顯示單元用于接收所述的電信 號，進行差分和顯示；所述的各部件組的相對位置為(a)所述的第一部件組和第二部件組依次位于所述的激光器發射出的光線的光路 上，所述的第三部件組位于所述的偏振分光器的第一透射光路上，所述的第四部件組位于 所述的偏振分光器的第三反射光路上，所述的第一透射光路為所述的準直光束垂直入射 到所述的偏振分光器上時第一透射光束的出射光路；所述的第三反射光路為由所述的經 被測靶鏡逆向反射回來的光經過所述的顯微物鏡和λ/4波片后，垂直入射到所述的偏振分光器上時第三反射光束的出射光路；或者，(b)所述的第一部件組和第二部件組依次位于所述的激光器發射出的光線 的光路上，所述的第三部件組位于所述的偏振分光器的第一反射光路上，所述的第四部件 組位于所述的偏振分光器的第三透射光路上，所述的第一反射光路為所述的準直光束垂 直入射到所述的偏振分光器上時第一反射光束的出射光路；所述的第三透射光路為由所 述的經被測靶鏡逆向反射回來的光經過所述的顯微物鏡和λ/4波片后，垂直入射到所述 的偏振分光器上時第三透射光束的出射光路。其中，所述的準直透鏡可以為正透鏡，也可以為正透鏡組。其中，所述的顯微物鏡優選采用高數值孔徑的消復色差透鏡，所述的高數值孔徑 NA = 0. 8 1。其中，所述的差分探測器可以是二象限探測器，也可以是四象限探測器。本發明的方法和裝置的基本原理是當被測靶鏡位于顯微物鏡的焦平面上時，經被測靶鏡反射后逆向返回的光束為平 行光束，經偏振分光器后，入射到斜方棱鏡上，在斜方棱鏡內發生至少一次全反射后，透過 凸透鏡匯聚到差分探測器上，這時差分探測器的差分電壓輸出為零。當被測靶鏡離開顯微物鏡的焦平面時，經被測靶鏡反射后逆向返回的光束為匯聚 或者發散光束，經偏振分光器后，入射到斜方棱鏡上，在斜方棱鏡內發生至少一次全反射 后，透過凸透鏡匯聚到差分探測器上，差分探測器的驅動和顯示單元顯示相應的差分電壓 的值。由此，可以標定差分電壓與被測靶鏡位移的關系，把系統標定好后，就可以用于微小 位移的測量與監測。相對于現有技術，本發明具有以下有益的技術效果(1)利用了發生全反射時反射率對角度敏感的原理，提高系統的靈敏度；(2)利用差分的原理，可以克服光功率波動以及背景噪聲對測量的影響；(3)測量系統簡單且標定的差分電壓和被測靶鏡位移的關系曲線過零點，因此即 可以確定靶鏡的運動位移大小，還可以確定其移動方向。
圖1為本發明裝置的第一種實施例的原理示意圖；圖2為第三入射光為S偏振光(垂直偏振光)和P偏振光(平行偏振光)在不 同入射角度時的歸一化反射率曲線；圖3為第三入射光為S偏振光(垂直偏振光)在不同的入射角度時歸一化差分電 壓隨被測靶鏡位移變化的曲線；圖4為入射光在斜方棱鏡內部發生兩次反射時的光線示意圖；圖5為入射光在經過斜方棱鏡時發生不同全反射次數時歸一化差分電壓隨被測 靶鏡位移變化的曲線；圖6為第三入射光為S偏振光(垂直偏振光)在斜方棱鏡內部發生一次全反射和 兩次全反射時歸一化差分電壓隨被測靶鏡位移變化的曲線；圖7為本發明裝置的第二種實施例的原理示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖來詳細說明本發明，但本發明并不僅限于此。實施例1 如圖1所示，一種納米分辨全反射差分微位移測量的裝置，包括激光器1、單模光 纖2、準直透鏡3、偏振分光器4、λ /4波片5、顯微物鏡6、被測靶鏡7、斜方棱鏡8、凸透鏡9、 差分探測器10、驅動與顯示單元11。激光器1、單模光纖2和準直透鏡3依次構成第一部件組，偏振分光器4為第二部 件組，第一部件組和第二部件組依次位于激光器1發射出的光線的光路上；λ /4波片5和 顯微物鏡6構成第三部件組，與被測靶鏡7依次位于偏振分光器4的第一透射光路上；斜方 棱鏡8、凸透鏡9、差分探測器10和驅動與顯示單元11依次構成第四部件組，位于偏振分光 器4的第三反射光路上，此處，第一透射光路為由第一部件組出射的準直光束垂直入射到 偏振分光器4上進行透射的透射光路(即第一透射光束的出射光路)，第三反射光路為由 被測靶鏡7逆向反射回來的光經過顯微物鏡6和λ /4波片5后，垂直入射到偏振分光器4 上進行反射的反射光路(即第三反射光束的出射光路)。激光器1發出的激光經過單模光纖2濾去高階模式，再經過準直透鏡3準直，透過 偏振分光器4，得到的第一透射光束變成P偏振光(平行偏振光)，為第一平行線偏振光。λ /4波片5放置在偏振分光器4的第一透射光路上且其快軸方向與第一平行線偏 振光的偏振方向的夾角為45°，第一平行線偏振光透過λ/4波片5，變為圓偏振光，再經 過顯微物鏡6聚焦到被測靶鏡7上。經由被測靶鏡7反射的光線逆向返回，透過顯微物鏡 6和λ/4波片5，這時光線由圓偏振光再次變為線偏振光且偏振方向旋轉了 90°，即變為S 偏振光(垂直偏振光)，為第二垂直線偏振光。第二垂直線偏振光經過偏振分光器4反射，得到第三反射光束，作為第三入射光 束入射到斜方棱鏡8上，經過斜方棱鏡8內部的兩次全反射，最后出射光通過凸透鏡9匯聚 到差分探測器10上，差分探測器得到的電壓信號送入探測器的驅動與顯示單元11作差分 禾口顯不。具體原理如下當被測靶鏡7位于顯微物鏡6的焦平面上時，經被測靶鏡7逆向反射回來的光為 平行光束，平行光束被偏振分光器4反射后，入射到斜方棱鏡8上，經過斜方棱鏡8的兩次 全反射后，透過凸透鏡9匯聚到差分探測器10上，這時差分探測器的驅動與顯示單元11的 讀數為零。當被測靶鏡7離開顯微物鏡6的焦平面時，逆向反射回來的光為匯聚或者發散光 束，此光束經過偏振分光器4反射后，入射到斜方棱鏡8，經過斜方棱鏡8的兩次全反射后， 透過凸透鏡9匯聚到差分探測器10上，經過差分探測器10探測，差分探測器的驅動與顯示 單元11顯示相應的差分電壓的值。將被測靶鏡7固定在納米平移臺上，通過納米平移臺的移動，可以得到被測靶鏡7 移動的位移與差分探測器10的差分電壓輸出的關系，把這個關系式作為系統標定函數寫 入探測器的驅動與顯示單元11的程序中。把系統標定好后，就可以用于微小位移的測量與 監測。當第二垂直線偏振光(S偏振光)經過偏振分光器4反射后，得到的第三反射光束(S偏振光)作為第三入射光束入射到斜方棱鏡8上發生反射時，反射率隨第三入射光束的 入射角度的變化如圖2中S偏振光所對應的曲線所示，在發生全反射的臨界角01.8° )附 近反射率有急劇變化。因此，先調整斜方棱鏡8的位置，使得第三入射光束的入射角在臨界角01.8° ) 附近，讓其反射光不是100%的反射，此時有部分透射光。這樣當被測靶鏡7離開顯微物鏡 6的焦平面時，經被測靶鏡7反射后的光線逆向經過顯微物鏡6后變成發散或者匯聚光束， 經過偏振分光器4反射后，入射到斜方棱鏡8上發生全反射時造成中心光線兩側的反射率 不一樣，這樣在探測器10上得到電壓也不一樣，因此經過差分能得到位移與差分電壓之間 的關系。為了研究入射角和系統靈敏度的關系，通過數值計算得到了入射到斜方棱鏡8上 的S偏振光，在不同入射角下被測靶鏡位移與差分電壓之間的關系，結果如圖3所示。從圖 3可以看出，入射角越接近全反射臨界角時，差分電壓斜率越大，表明系統靈敏度越高，但同 時測量范圍也減小了。圖4給出了在斜方棱鏡8內發生兩次全反射時的光線示意圖，入射光線12在界面 A發生一次全反射，接著在界面B發生第二次全反射，如果斜方棱鏡8長度增加，可使全反射 次數增加。圖5給出了數值模擬在斜方棱鏡8內發生不同次數的全反射時歸一化差分電壓隨 被測靶鏡位移變化的曲線，從圖5中可見，當發生全反射的次數N逐漸增加時，其對應的歸 一化差分電壓斜率也增加，即系統分辨率增加。圖6給出了在實驗測量在斜方棱鏡8內發生一次全反射和兩次全反射時歸一化差 分電壓隨被測靶鏡位移變化的曲線，從圖6中可見，發生兩次全反射時，差分電壓曲線的斜 率大于一次全反射時的差分電壓曲線的斜率，兩次全反射比一次全反射分辨率提高，即系 統分辨率隨著反射次數增加而增加，與圖5的數值模擬結果一致。由圖5、6可以看出，隨著 全反射次數的增加，盡管系統分辨率增加了，但是相應的測量范圍減小了。根據實際應用的 具體要求權衡分辨率與測量范圍，調整全反射次數以及入射角度。實施例2 如圖7所示，一種納米分辨全反射差分微位移測量的裝置，包括激光器1、單模光 纖2、準直透鏡3、偏振分光器4、λ /4波片5、顯微物鏡6、被測靶鏡7、斜方棱鏡8、凸透鏡9、 差分探測器10、驅動與顯示單元11。激光器1、單模光纖2和準直透鏡3依次構成第一部件組，偏振分光器4為第二部 件組，第一部件組和第二部件組依次位于激光器1發射出的光線的光路上；λ /4波片5和 顯微物鏡6構成第三部件組，與被測靶鏡7依次位于偏振分光器4的第一反射光路上；斜方 棱鏡8、凸透鏡9、差分探測器10和驅動與顯示單元11依次構成第四部件組，位于偏振分光 器4的第三透射光路上，此處，第一反射光路為由第一部件組出射的準直光束垂直入射 到偏振分光器4上進行反射的反射光路(即第一反射光束的出射光路)，第三反射光路為 由被測靶鏡7逆向反射回來的光經過顯微物鏡6和λ /4波片5后，垂直入射到偏振分光器 4上進行透射的透射光路(即第三透射光束的出射光路)。激光器1發出的激光經過單模光纖2濾去高階模式，再經過準直透鏡3準直，通過 偏振分光器4反射后，得到的第一反射光線變成S偏振光(垂直偏振光)，為第一垂直線偏振光。 λ /4波片5放置在偏振分光器4的第一反射光路上且其快軸方向與第一垂直線偏 振光(S偏振光)的偏振方向的夾角為45°，第一垂直線偏振光透過λ/4波片5，變為圓偏 振光，再經過顯微物鏡6聚焦到被測靶鏡7上。被測靶鏡7把光線逆向返回，透過顯微物鏡 6和λ/4波片5，這時光線由圓偏振光再次變為線偏振光且偏振方向旋轉了 90°，即變為P 偏振光(平行偏振光)，為第二平行線偏振光。第二平行線偏振光(P偏振光)經過偏振分光器4透射，得到第三透射光束，作為 第三入射光束入射到斜方棱鏡8上，在斜方棱鏡8的內部發生兩次全反射，最后出射光通過 凸透鏡9匯聚到差分探測器10上，差分探測器10得到的電壓信號送入探測器驅動與顯示 單元11作差分和顯示。當第二平行線偏振光(P偏振光)經過偏振分光器4透射后，得到的第三透射光束 (P偏振光)作為第三入射光束入射到斜方棱鏡8上發生反射時，反射率隨第三入射光束的 入射角度的變化如圖2中P偏振光所對應的曲線所示，在發生全反射的臨界角01.8° )附 近反射率有急劇變化。由圖2可以看出，P偏振光在全反射的臨界角附近的反射率曲線變 化地更急劇，也就說P偏振光對入射角的變化更明顯，因此在同樣的條件下，采用P偏振光 (平行偏振光)比S偏振光(垂直偏振光)作為第三入射光束的分辨率會更高。具體原理如下當被測靶鏡7位于顯微物鏡6的焦平面上時，經被測靶鏡7逆向反射回來的光為 平行光束，平行光束經偏振分光器4透射后，入射到斜方棱鏡8上，經過斜方棱鏡8的兩次 全反射后，透過凸透鏡9匯聚到差分探測器10上，這時差分探測器的驅動與顯示單元11的 讀數為零。當被測靶鏡7離開顯微物鏡6的焦平面時，逆向反射回來的光為匯聚或者發散光 束，此光束經偏振分光器4透射后，入射到斜方棱鏡8，經過斜方棱鏡8的兩次全反射后，透 過凸透鏡9匯聚到差分探測器10上，經過差分探測器10探測，差分探測器的驅動與顯示單 元11顯示相應的差分電壓的值。將被測靶鏡7固定在納米平移臺上，通過納米平移臺的移動，可以得到被測靶鏡7 移動的位移與差分探測器10的差分電壓輸出的關系，把這個關系式作為系統標定函數寫 入探測器的驅動與顯示單元11的程序中。把系統標定好后，就可以用于微小位移的測量與 監測。由于入射到斜方棱鏡8發生全反射時的第三入射光束的偏振形式與實施例1不一 樣，因而得到的系統分辨率不一樣。
權利要求
1.一種納米分辨全反射差分微位移測量的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)由激光器發射的光線，經單模光纖濾波濾去高階模式后，再經過準直透鏡準直，得 到準直光束；(2)所述的準直光束垂直入射到偏振分光器上分光為第一透射光束和第一反射光束， 所述的第一透射光束為第一平行線偏振光，所述的第一反射光束為第一垂直線偏振光；(3)將所述的第一透射光束或第一反射光束作為第一入射光束，透過λ/4波片后變成 第一圓偏振光，其中λ/4波片的快軸與所述的第一入射光束的偏振方向的夾角為45° ；所述的第一圓偏振光經過顯微物鏡匯聚得到聚焦光束，聚焦光束入射到被測靶鏡后逆 向反射，反射出來的光束逆向經過所述的顯微物鏡后，變成第二圓偏振光，第二圓偏振光透 過所述的λ/4波片后變成第二入射光束，所述的第二入射光束與所述的第一入射光束的 偏振方向相差90°，當所述的第一透射光束作為第一入射光束，所述的第二入射光束為第 二垂直線偏振光；當所述的第一反射光束作為第一入射光束，所述的第二入射光束為第二 平行線偏振光；(4)所述的第二入射光束垂直入射到偏振分光器上，得到第三反射光束或第三透射光 束，作為第三入射光束；當所述的第二入射光束為第二垂直線偏振光，所述的第三入射光束 為第三反射光束；當所述的第二入射光束為第二平行線偏振光，所述的第三入射光束為第 三透射光束；(5)所述的第三入射光束進入斜方棱鏡后在斜方棱鏡內部發生至少一次全反射后出 射，出射光束經過凸透鏡匯聚入射到差分探測器上，將光強信號轉化為電信號，送入到探測 器驅動和顯示系統中，通過差分計算得到反映被測靶鏡位置變化的電壓信號，并顯示被測 靶鏡的位置變化。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的激光器發射的光線為波長在380 780nm范圍內的可見光。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的準直透鏡為正透鏡或正透鏡組。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的顯微物鏡采用高數值孔徑的消復色 差透鏡，所述的高數值孔徑NA = 0. 8 1。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的差分探測器為二象限探測器或四象 限探測器。
6.一種用于實現納米分辨全反射差分微位移測量的裝置，其特征在于，包括第一部 件組、第二部件組、第三部件組和第四部件組，其中，所述的第一部件組，依次包括激光器、單模光纖和準直透鏡，用于發射出光線，并對其 進行濾波處理濾去高階模式和準直處理，得到準直光束；所述的第二部件組，為偏振分光器，用于將垂直入射的所述的準直光束分光為第一透 射光束和第一反射光束，所述的第一透射光束或第一反射光束為第一入射光束；所述的第 一透射光束為第一平行線偏振光，所述的第一反射光束為第一垂直線偏振光；以及用于對 垂直入射的所述的第三部件組的出射光束進行反射或透射，得到第三反射光束或第三透射 光束，作為第三入射光束；所述的第三部件組，依次包括λ /4波片和顯微物鏡，與被測靶鏡位于相同的光路上， 用于使垂直入射的第一入射光束在依次經過45°位相延遲和聚焦后到達被測靶鏡，經由被測靶鏡反射的光線逆向返回經過顯微物鏡，再經過第二次45°位相延遲，得到與第一入射 光束的偏振方向相差90°的出射光束，為第二入射光束；其中，λ/4波片的快軸與第一入 射光束的偏振方向的夾角為45° ；所述的第四部件組，依次包括斜方棱鏡、凸透鏡、差分探測器和探測器驅動和顯示單 元；所述的斜方棱鏡用于使入射的第三入射光束發生至少一次全反射后出射；所述的凸透 鏡用于匯聚從斜方棱鏡出射的光束；所述的差分探測器用于接收經所述的凸透鏡匯聚的光 束，并將光強信號轉化為電信號；所述的探測器驅動和顯示單元用于接收所述的電信號，進 行差分和顯示；所述的各部件組的相對位置為(a)所述的第一部件組和第二部件組依次位于所述的激光器發射出的光線的光路上， 所述的第三部件組位于所述的偏振分光器的第一透射光路上，所述的第四部件組位于所述 的偏振分光器的第三反射光路上，所述的第一透射光路為所述的準直光束垂直入射到所 述的偏振分光器上時第一透射光束的出射光路；所述的第三反射光路為由所述的經被測 靶鏡逆向反射回來的光經過所述的顯微物鏡和λ /4波片后，垂直入射到所述的偏振分光 器上時第三反射光束的出射光路；或者，(b)所述的第一部件組和第二部件組依次位于所述的激光器發射出的光線的光 路上，所述的第三部件組位于所述的偏振分光器的第一反射光路上，所述的第四部件組位 于所述的偏振分光器的第三透射光路上，所述的第一反射光路為所述的準直光束垂直入 射到所述的偏振分光器上時第一反射光束的出射光路；所述的第三透射光路為由所述的 經被測靶鏡逆向反射回來的光經過所述的顯微物鏡和λ/4波片后，垂直入射到所述的偏 振分光器上時第三透射光束的出射光路。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的準直透鏡為正透鏡或正透鏡組。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的顯微物鏡采用高數值孔徑的消復色 差透鏡，所述的高數值孔徑NA = 0. 8 1。
9.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的差分探測器為二象限探測器或四象 限探測器。
全文摘要
本發明公開了一種納米分辨全反射差分微位移測量的方法和裝置，裝置包括激光器、單模光纖、準直透鏡、偏振分光器、λ/4波片、顯微物鏡、被測靶鏡、斜方棱鏡、凸透鏡、差分探測器、驅動與顯示單元，方法包括將激光濾波、準直、偏振分光后，依次透過快軸與垂直入射的光束偏振方向的夾角為45°的λ/4波片和顯微物鏡到達被測靶鏡后被反射，并逆向返回后經過顯微物鏡和λ/4波片，再次垂直入射到偏振分光器，再進入斜方棱鏡并在其內部發生全反射后出射，匯聚后入射到差分探測器進行處理，得到反映被測靶鏡位置變化的信號，并顯示被測靶鏡的位置變化。本發明可進行納米分辨率的檢測，廣泛應用于工業精密測量與監測領域中。
文檔編號G01B11/02GK102121818SQ20101059038
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者劉旭, 匡翠方, 庫玉龍, 王婷婷, 郝翔 申請人:浙江大學