基于4f光学系统的周期性结构微小形变检测

张帆，樊文强，朱疆，祝连庆

（北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室　北京　１００１９２）

摘要：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３.４ｍｍ×２.６ｍｍ的测量视场，分辨率能达５ μｍ，能够实时快速地对周期性结构材料进行位移或缺陷检测。

关键词：位移检测；４ｆ光学系统；光强分布；ＶｉｒｔｕａｌＬａｂ Ｆｕｓｉｏｎ