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基于4f光學系統的周期性結構微小形變檢測

張帆，樊文強，朱疆，祝連慶

（北京信息科技大學光電測試技術及儀器教育部重點實驗室　北京　１００１９２）

摘要：為了快速、直觀地檢測出周期性結構的微小偏移，提出了基于４ｆ光學系統的周期性結構微小偏移檢測方法。 首先使用ＶｉｒｔｕａｌＬａｂ Ｆｕｓｉｏｎ 光學仿真軟件進行理論研究，建立預設偏移的周期性微結構模型，構造了光學傳遞函數，利用４ｆ空間濾波方法，獲得與周期性微結構對應的像面幅值圖。 經分析得出在透明基底的周期性結構中，不論尺寸大小，若偏移量在相鄰特征尺寸間距的８０％范圍內，經擬合后幅值變化與微結構偏移量呈線性關系，且幅值變化位置與微結構偏移位置一致。 依據仿真的光學系統參數搭建了實驗系統，實驗結果與仿真一致，并且該套系統可以實現３.４ｍｍ×２.６ｍｍ的測量視場，分辨率能達５ μｍ，能夠實時快速地對周期性結構材料進行位移或缺陷檢測。

關鍵詞：位移檢測；４ｆ光學系統；光強分布；ＶｉｒｔｕａｌＬａｂ Ｆｕｓｉｏｎ