白光显微干涉测量曲面样品形貌误差的校正方法

白光显微干涉术在平面阶跃型结构的形貌测量中具有显著优势。但在测量斜率变化的曲面样品时，由于物镜数值孔径的限制，样品表面反射光随着斜率的增大而减弱，干涉信号对比度降低，导致形貌测量结果的误差增大。基于表面传递函数（surface transfer function, STF）计算得到的逆滤波器可用于校正曲面样品的形貌测量误差，但现有方法的逆滤波器增益受限，无法有效提升频谱中的高频信号，对最大可测量斜率的提升有限。针对该问题，提取由白光干涉仪特性参数计算获得的虚拟STF的模作为振幅增益函数，由干涉图傅里叶变换得到的实测STF的相位作为相位补偿函数，形成虚实融合型逆滤波器，据此实现白光干涉仪曲面形貌测量误差的校正。应用该方法校正微球的形貌测量结果，校正后最大可测量斜率从8.09°提升到21.20°，均方根误差从0.545 5μm降低至0.175 9μm，实现了提升曲面样品的最大可测量斜率和减小测量误差的目的，有效提升了仪器针对曲面样品的测量范围。