基于 4f 光学系统的周期性结构微小形变检测

为了快速、直观地检测出周期性结构的微小偏移,提出了基于4f光学系统的周期性结构微小偏移检测方法。首先使用VirtualLab Fusion光学仿真软件进行理论研究,建立预设偏移的周期性微结构模型,构造了光学传递函数,利用4f空间滤波方法,获得与周期性微结构对应的像面幅值图。经分析得出在透明基底的周期性结构中,不论尺寸大小,若偏移量在相邻特征尺寸间距的80%范围内,经拟合后幅值变化与微结构偏移量呈线性关系,且幅值变化位置与微结构偏移位置一致。依据仿真的光学系统参数搭建了实验系统,实验结果与仿真一致,并且该套系统可以实现3.4 mm×2.6 mm的测量视场,分辨率能达5μm,能够实时快速地对周期性结构材料进行位移或缺陷检测。