(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122686925.4 (22)申请日 2021.11.04 (73)专利权人 南京信息 工程大学 地址 210044 江苏省南京市浦口区宁六路 219号 (72)发明人 徐董董　郑改革　王升耀　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 梁语嫣 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01B 11/06(2006.01) G01N 21/41(2006.01) (54)实用新型名称 一种同时测量多层膜厚和折射率的测量系 统 (57)摘要 本实用新型公开一种同时测量多层膜厚和 折射率的测量系统， 包括激光发射器， 通过分束 器将激光分成两条光束， 以不同入射角入射到多 层膜样品上， 再用两个电荷 耦合器分别接收多层 膜样品上下表 面反射的激光束， 最后通过处理设 备处理数字图像， 获得多层膜样品每层的厚度和 折射率； 所述两条光束中的一条光束通过第一反 射镜反射到第一凸透镜进行激光束整形后再由 第一反射镜入射到多层膜样品上； 所述两条光束 的另外一条光束直接经过第二凸透镜进行激光 束整形， 然后通过第二反射镜入射到多层膜样品 上。 本实用新型通过非接触式测量， 不会对被测 样品产生不良影响， 提出的测量系统结构简单， 易于制造， 并且能同时测量多层样品的厚度与折 射率， 使用范围广。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 216770672 U 2022.06.17 CN 216770672 U 1.一种同时测量多层膜厚和折射率的测量系 统， 其特征在于， 包括激光发射器(1 ‑1)， 通过分束器(1 ‑2)将激光分成两条光束， 以不同入射角入射到多层膜样 品(2)上， 再用两个 电荷耦合器3 ‑1和3‑2分别接收多层膜样 品(2)上下表面反射的激光束， 最后通过处理设备 处理数字图像， 获得多层膜样品(2)每层的厚度和折 射率； 所述两条光束中的一条光束通过第一反射镜(1 ‑5)反射到第一凸透镜(1 ‑6)进行激光 束整形后再由第一反射镜(1 ‑5)以θa为30°的入射角入射到多层膜样品(2)上； 所述两条光束的另外一条光束直接经过第二凸透镜(1 ‑3)进行激光束整形， 然后通过 第二反射镜(1 ‑4)以θb为45°的入射角入射到多层膜样品(2)上； 所述多层膜样品是具有厚度t1折射率n1， 厚度t2折射率n2， 厚度t3折射率n3的三层透明 介质膜， 激光束进入透明薄膜时会产生折射和反射， 因此反射到电荷耦合器3 ‑1和3‑2上的 激光点为4个点， 根据几何关系和斯涅尔定律， 可以得到： 其中： d代表电荷耦合器上光斑与光斑之间的距离， n代表多层膜样品的折射率， t代表 多层膜样品的厚度。 2.根据权利要求1所述的一种同时测量多层膜厚和折射率的测量系统， 其特征在于， 所 述两个电荷耦合器用于捕捉激光 光斑信号并测量反射 光线间距。 3.根据权利要求1所述的一种同时测量多层膜厚和折射率的测量系统， 其特征在于， 所 述第二凸透 镜(1‑3)和第一凸透 镜(1‑6)均用于 激光束的整形。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216770672 U 2一种同时测量多层膜厚和折射率的测量系统 技术领域 [0001]本实用新型涉及光学器件的折射率和厚度的测量技术领域， 具体是一种同时测量 多层膜厚和折 射率的测量系统。 背景技术 [0002]随着现代工业和科学技术的发展， 为了获得更加优秀的性能各种光学仪器和科学 设施对其中的透明光学元件的厚度和构成其材料的折射率有了更加严格的要求。 在现有的 各种测量方法中， 单、 双频激光干涉仪等相对测量方法由于只能获得单目标 的相对位移而 无法完成测量， 现有的低相干和扫频源光学相干断层扫描技术(SS ‑OCT)的测量范围较小， 各种接触式测量方法可能会对测量物的表面产生不良影响， 因此， 一种高精度、 非接触并且 能够同时获得绝对距离的测量方法变得非常重要。 实用新型内容 [0003]本实用新型的目的在于提供一种同时测量多层膜厚和折射率的测量系统， 解决了 上述技术问题， 通过非接触式测量， 不会对被测样品产生不良影响， 提出的测量系统结构简 单， 易于制造， 并且能同时测量多层样品的厚度与折 射率， 使用范围广。 [0004]本实用新型的目的可以通过以下技 术方案实现： [0005]一种同时测量多层膜厚和折射率的测量系统， 包括激光发射器， 通过分束器将激 光分成两条光束， 以不同入射角入射到多层膜样品上， 再用两个电荷耦合器分别接 收多层 膜样品上下表面反射的激光束， 最后通过处理设备处理数字图像， 获得多层膜样品每层的 厚度和折 射率。 [0006]进一步地， 所述两条光束中的一条光束通过第一反射镜反射到第一 凸透镜进行激 光束整形后再由第一反射镜入射到多层膜样品上。 [0007]进一步地， 所述两条光束的另外一条光束直接经过第二凸透镜进行激光束整形， 然后通过第二反射镜入射到多层膜样品上。 [0008]进一步地， 所述第一反射镜的反射 光束以30°入射角射到多层膜样品上。 [0009]进一步地， 所述第二反射镜的反射 光束以45 °入射角射到多层膜样品上。 [0010]进一步地， 所述两个电荷耦合器用于捕捉激光 光斑信号并测量反射 光线间距。 [0011]进一步地， 所述第二凸透 镜1‑3和第一凸透 镜1‑6均用于激光束的整形。 [0012]本实用新型的有益效果： [0013]本实用新型通过非接触式测量， 不会对被测样品产生不良影响， 提出的测量系统 结构简单， 易于制造， 并且能同时测量多层样品的厚度与折 射率， 使用范围广。 附图说明 [0014]下面结合附图对本实用新型作进一 步的说明。 [0015]图1是本实用新型测量系统结构示 意图；说　明　书 1/3 页 3 CN 216770672 U 3