基于激光三角法对透明平板厚度测量光线补偿的研究及应用

• 作者: 张志峰 杨桂栓 陈涛
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 测量 光线补偿测量 激光三角法 激光位移传感器 透明平板厚度测量 准分子激光微加工
• 年，卷（期）: 2015,（7）
• 所属期刊栏目: 测量与计量
• 页码范围: 211-218
• 页数: 8页
• 分类号: TN206|O435.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201542.0708004

摘要

提出了一种基于激光三角法光线折射补偿对透明平板厚度测量的方法,设计了基于单激光位移传感器的透明平板厚度测量装置,并应用于准分子激光投影光刻加工透明材料时的像面校准.首先构建了激光三角法测量情形下偏折光线和透明平板位置之间的关系,分析了散射光斑因折射发生的位置偏移量与平板厚度之间的关系,以及透明平板与散射基面的间距和散射基面位置的变化对测量结果产生的影响.然后设计了基于单激光位移传感器的透明平板厚度测量装置,实验验证了散射光斑偏移量和平板厚度之间的对应关系,测得了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)厚度测量的补偿系数为0.441.综合理论分析和实验验证,结果表明散射光斑偏移量与透明平板的厚度呈线性变化关系,透明平板与散射基面间距的大小对测量结果无影响,散射基面偏移量与传感器探头示数变化量相等.PMMA平板厚度测量的平均绝对误差小于0.01 nm,平均相对误差为0.6％,能够满足准分子激光(KrF,248 nm)加工PMMA基生物芯片的精度要求.