摘要

白光扫描干涉测量中,频域分析(FDA)方法通过波数域的相位解包裹和线性拟合得到斜率来计算物体表面形貌,干涉仪中的振动噪声和背景噪声会给斜率测量带来误差,从而影响FDA方法的测量精度。研究发现,波数域相位线性拟合后的常数项能够有效补偿噪声对FDA方法的影响,波数域相位补偿(PCWD)方法通过对波数域的线性相位作傅里叶逆变换,得到空域的振幅和相位分布,以距离振幅最高点最近的相位零点测量光滑反射镜表面形貌。仿真结果表明:存在振动噪声时,PCWD方法有90%的概率补偿FDA测量结果中平均8.9 nm的误差,也有10%的概率给FDA测量结果额外引入平均1.9 nm的误差;存在背景噪声时,FDA与PCWD方法的平均测量误差分别为4.5 nm和0.6 nm。实验结果表明:FDA方法测量的反射镜表面结构的起伏小于25 nm,重复率为7.4 nm; PCWD方法测量的反射镜表面结构的起伏小于4 nm,重复率为1.1 nm。综上所述,PCWD方法在FDA方法的基础上进一步提升了测量精度。