光電所在雙遠(yuǎn)心鏡頭系統(tǒng)倍率標(biāo)定方法研究中取得進(jìn)展

　　雙遠(yuǎn)心鏡頭系統(tǒng)由于其能在較長物距范圍內(nèi)保持恒定放大倍率且具有高分辨、低畸變等特性，從而被廣泛運用于應(yīng)用光學(xué)中，如3D形貌檢測、管道內(nèi)部探測、間隙測量等領(lǐng)域。但倍率的標(biāo)定一直是制約雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)進(jìn)一步擴展應(yīng)用的因素之一，現(xiàn)有方法已經(jīng)無法滿足其高精度、高效率、高靈敏性的標(biāo)定需求。

　　近期，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所微電子裝備總體研究室提出一種基于莫爾干涉的倍率標(biāo)定方法：通過設(shè)計兩個特殊的Ronchi光柵結(jié)構(gòu)（每個光柵分為上下兩個部分，兩部分周期不同但大小非常接近，其中一個光柵作為參考光柵置于被測系統(tǒng)前），當(dāng)光路通過雙遠(yuǎn)心鏡頭系統(tǒng)后與后置光柵結(jié)構(gòu)發(fā)生莫爾干涉時，得到由CCD采集的干涉條紋。利用光柵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生莫爾條紋的物理機制，同時通過后期相位解析獲得高精度的莫爾條紋周期數(shù)值，可反演推算被測系統(tǒng)的倍率大小。

　　通過兩個周期相近的光柵產(chǎn)生莫爾干涉具有明顯的周期放大效應(yīng)，當(dāng)被測系統(tǒng)倍率偏離設(shè)計值越大時，得到的上下條紋周期相差就越明顯，從而提高了該測量方法的精度和靈敏性。該項工作也為其他光學(xué)系統(tǒng)提供了一種新的倍率標(biāo)定思路。

　　以上研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委的資助。研究成果發(fā)表在IEEE Photonics Journal上。

The schematic of the Moiré-based interferometry calibration 

The diagram of different Moiré fringes caused bydifferent magnifications