CN100439854C - 抗振干涉仪设备 - Google Patents
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Abstract
一种半反射镜(4)将从低相干性光源(1)发出的光束分离成两个光束，辅助基准板(6)与基准板(16)被支撑作为一个整体，辅助样本(8)与样本(17)被支撑作为一个整体。通过半反射镜(4)的分离获得的第一光束在反射镜(5)上被反射，到达辅助参考面(6a)，在辅助参考面(6a)上被反射，并沿着相同的光路返回，然后透射穿过半反射镜(4)。第二光束到达辅助样本表面(8a)，在辅助样本表面(8a)上被反射，并沿着相同的光路返回，并在半反射镜(4)上与第一光束合并。第一光束和第二光束之间的光程长度差大致等于参考面(16a)和样本表面(17a)之间的光学距离的两倍。
Description
相关申请
本申请要求2003年8月13日提出的日本专利申请No.2003-292965的优先权，这里对该申请进行引用作为参考。
技术领域
本发明涉及一种干涉仪设备，其中，为使用具有短相干长度的光源，如发光二极管(LED)、高亮度发光二极管(SLD)、卤素灯等等对各种样本的任何样本的表面形状等进行干涉测量，从光源发出的光束被分成两个光束，这两个光束中的其中一个相对于另一个光束被迂回规定的光程长度，然后这两个光束再次合并以形成照射光束，具体来说，本发明涉及一种抗振干涉仪设备，对干涉仪的参考面和样本表面之间的相对移动的干涉测量的影响被降低。
背景技术
通常，配备有具有长相干长度的光源(如激光源)的Fizeau类型的干涉仪已经被广泛地用作易于使用的干涉仪，这是因为，可以在参考面和样本表面之间提供对应于所使用的光源的相干长度的间隙，因此可以获得足够的工作空间。
然而，一般而言，激光源比较昂贵，并且尺寸比较大，这会不可避免地导致成本提高，并且干涉仪设备尺寸增大。
此外，在对具有大致平行于样本表面(如平面平行玻璃板)的非样本表面的样本(这里，样本的非样本表面是位于样本表面的相对一侧的表面)进行测量/分析的情况下，由于所使用的光源的相干长度长，伴随着来自参考面和样本表面的光学干涉，也会产生来自参考面和非样本表面的光学干涉以及来自样本表面和非样本表面的光学干涉。一般而言，通过来自参考面和样本表面的光学干涉产生的干涉条纹之外的干涉条纹就会变成噪声，因此，难以以高精度测量样本表面的形状。
作为解决Fizeau类型的干涉仪所存在的此问题的技术，本申请人已经发明了一种路径匹配传播类型的干涉仪，如日本未经审查的专利出版物No.HEI 9-21606所描述。根据此路径匹配传播类型的干涉仪设备，从光源发出的光束被分成两个光束，使这两个光束单独沿着彼此具有不同光程长度的两个光路传播，然后两个光束再次合并，此外，使得通过沿着具有较短的光程长度的光路传播的光束从样本表面反射获得的反射光的光程长度与通过沿着具有较长的光程长度的光路传播的光束从参考面反射获得的反射光的光程长度之间的光程长度差在光源的相干长度范围内，因此，使这两个反射光以光学方法彼此干涉，从而，即使使用具有短相干长度的光源，通过设置两个光路的光程长度，也可以在参考面和样本表面之间获得足够的工作空间，因此，可以降低干涉仪设备的成本和尺寸，而不会丧失易用性。
此外，通过使从光源发出的光束的相干长度小于规定的长度，可以在除下列情况中的任何情况下都不产生干涉条纹，该情况是：由通过沿着具有较短的光程长度的光路传播的光束从样本表面反射获得的反射光和通过沿着具有较长的光程长度的光路传播的光束从参考面反射获得的反射光产生干涉条纹，因此，通过非常简单的结构，可以获得没有噪音的清楚的干涉条纹图像。
下面继续论述有关使用干涉仪设备对样本表面的形状进行测量，一般而言，对由支撑装置支撑的样本表面进行相对于干涉仪设备拥有的参考面的比较测量。来自参考面的反射光波阵面和来自样本表面的反射光波阵面进行合并，根据由于两个波阵面之间的相位差产生的干涉条纹对样本表面相对于参考面的形状进行测量/分析。
换句话说，如果参考面和接受比较测量的样本表面之间的相对位置关系在测量过程中不是固定的，那么，两个波阵面之间的相位差将发生变化，据此，干涉条纹将变化，因此，无法对形状进行精确的测量。具体来说，在使用具有非常短的相干长度的光源的情况下，例如，卤素灯(相干长度＝1μm)，如果参考面和样本表面之间的相对距离甚至发生轻微变化(在卤素灯的情况下为变化0.5μm)，相干长度的范围将丢失，因此，将不再产生干涉条纹。
因此，一般而言，干涉仪的机身、参考面和干涉仪的机身的支撑装置，样本表面的支撑装置都具有比较坚固的结构，此外，支撑参考面的干涉仪设备和样本表面的支撑装置也以坚固的结构合成为一个整体，因此，可以消除在测量过程中参考面和样本表面之间的相对位置的变化，此外，整个测量系统也安装在高性能的防振设备上，以便维持参考面和样本表面之间的相对位置关系的各种元件不会由于振动受到会导致相对位置关系变化的外力的影响。
然而，无法在加工过程中(在机器中)的测量中使用防振设备，如当使用机床加工金属反射镜时在加工过程中对已加工表面进行的干涉测量。
此外，为进行实际的干涉测量，需要各种移动设备和微调机制，用于在规定的位置使参考面和样本表面对齐，并且很难使这些设备具有足够坚固的结构，以便在没有防振设备的情况下可以进行稳定的测量。
此外，由于测量环境中的温度的改变而导致测量系统中的温度变化是不可避免的。具体来说，对于大的测量系统，所使用的材料的热膨胀系数的影响是大的。
因此，甚至在采取了如上所述的维持参考面和样本表面之间的相对位置关系的措施的情况下，也很难完全地维持此相对位置关系。因此，需要这样的干涉仪设备：通过比较简单的结构可以抑制由于来自参考面的反射光波阵面和来自样本表面的反射光波阵面之间的光学干涉产生的干涉条纹在测量过程中的变化。
发明内容
本发明是在考虑到上文描述的情况下作出的；本发明的目的是提供抗振干涉仪设备，其中参考面和干涉仪设备的机身的支撑装置，以及样本表面和支撑参考面的干涉仪设备的支撑装置等等在机械上不是很坚固，而是即使参考面和样本表面之间的相对位置关系发生变化，由于来自参考面的反射光波阵面和来自样本表面的反射光波阵面之间的光学干涉而产生的干涉条纹在测量过程中的变化也可以以光学方法进行抑制。
本发明提供用于实现上述目的的抗振干涉仪设备是光波干涉仪设备，其中，从光源发出的光束被光束分离装置分成两个光束，两个光束中的其中一个相对于另一个光束被迂回规定的光程长度，然后两个光束重新合并成一个光束以形成照射光束，以及获得通过光学干涉产生的干涉条纹，该光学干涉是在通过照射光束在参考面上被反射而获得的光束和通过照射光束透射穿过参考面然后在样本表面上被反射而获得的光束之间产生的；其中，光源是低相干性光源，从光源发出的光束的相干长度比参考面和样本表面之间的光学距离的两倍要短，或者该光源是波长已调制的光源，该光源已被调整为使得当成像元素(imaging element)捕获干涉条纹的图像时，其相干长度等于这样的低相干性光源拥有的相干长度；其中，照射光束是这样获得的：通过参考面或辅助参考面(辅助参考面被这样支撑，以便其与参考面的相对位置关系不变化)反射出两个光束中的第一光束，并且通过样本表面或辅助样本表面(辅助样本表面被这样支撑，以便其与样本表面的相对位置关系不变化，并与样本表面面向相同的方向)反射两个光束中的第二光束，然后将第一光束和第二光束重新合并成一个光束，以便第一光束的轴和第二光束的轴基本上彼此重合；以及其中，所述光程长度差为所述参考面和所述样本表面之间的光学距离的两倍。
在本发明中，可以采用这样的结构：其中，光束分离装置是参考面或辅助参考面，在参考面或辅助参考面上被反射的光束被作为第一光束，透射穿过参考面或辅助参考面，在样本表面或辅助样本表面上被反射，然后透射穿过参考面或辅助参考面的光束被作为第二光束，第一光束和第二光束在参考面或辅助参考面上被重新合并成一个光束以形成照射光束。
或者，也可以采用这样的结构：其中，光束分离装置是光束分离器，通过光束分离器分离获得的两个光束中的一个被照射到参考面或辅助参考面上，被反射的光束作为第一光束，两个光束中的另一个光束被照射到样本表面或辅助样本表面上，该被反射的光束作为第二光束，第一光束和第二光束在光束分离器上被重新合并成一个光束以形成照射光束。
此外，也可以这样配置：以便反射从光源发出的光束的反射面位于参考面的一侧，照射光束从该侧入射，光束通过反射面基本上垂直地照射到参考面和样本表面上，在参考面上被反射的第一光束和透射穿过参考面然后在样本表面上被反射的第二光束在参考面的位置上合并以形成照射光束。
此外，也可以这样配置：以便辅助参考面基本上与参考面位于相同的平面上，和/或辅助样本表面基本上与样本表面位于相同的平面上。
此外，也可以这样配置：以便辅助参考面和/或辅助样本表面具有光程长度调整装置，用于在沿着入射光束的轴的方向上移动辅助参考面和/或辅助样本表面，以及光轴调整装置用于调整被反射的光束的轴相对于入射光束的轴的倾斜度。
此外，也可以这样配置：以便辅助参考面或辅助样本表面可以由压电元件移动。
此外，也可以这样配置：以便规定的光程长度基本上等于参考面和样本表面之间的光学距离的两倍。
此外，也可以这样配置：以便抗振干涉仪设备进一步具有用于两个光束中的至少一个光束的光量改变装置。
此外，也可以这样配置：以便从光源发出的光束是具有规定的振荡平面(oscillation plane)的线性偏振光，或通过使其透射穿过规定的偏振元件而使其成为具有规定的振荡平面的线性偏振光。
在本发明中，也可以这样配置：以便具有样本表面的样本是透明薄片，从光源发出的光束的相干长度被设置为比透明薄片的厚度的光学距离的两倍要短。
或者，也可以采用这样的结构：其中，样本表面是参考反射镜表面，透光样本传输对象位于参考面和参考反射镜表面之间，照射光束和通过由参考反射镜表面对照射光束的反射获得的光束透射过样本传输对象，并对样本传输对象进行相位分布测量。
此外，也可以采用这样的结构：其中，聚光透镜位于第二光束中，由该聚光透镜对第二光束进行聚光的聚光点位于样本表面上。
在本发明中，低相干性光源是发光二极管、高亮度发光二极管或卤素灯。
此外，可以在样本表面的中心部分形成一个孔，辅助样本表面可以位于该孔内。
此外，透明薄片可以是薄膜。
附图说明
图1是根据本发明的第一个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图；
图2是根据本发明的第二个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图；
图3是根据本发明的第三个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图；
图4是根据本发明的第四个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图；
图5是根据本发明的第五个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图；
图6是根据本发明的第六个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图；
图7是根据本发明的第七个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图；
图8是显示如图7所示的聚光透镜的操作的图表。
具体实施方式
下面是参考图形对本发明的实施例进行的描述。
(第一个实施例)
图1是根据本发明的第一个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图。根据如图1所示的第一个实施例的抗振干涉仪设备(下文有时称为“第一个实施例的设备”)是Fizeau类型的光波干涉仪设备，其获得通过光学干涉产生的干涉条纹，该光学干涉是在通过照射光束在参考面16a上被反射而获得的光束和照射光束透射穿过参考面16a然后在样本表面17a上被反射而获得的光束之间产生的，所述的干涉仪设备包括：光源1，该光源1发出相干长度比参考面16a和样本表面17a之间的光学距离的两倍要短的光束；半反射镜(光束分离器)4作为光束分离装置，用于将从光源1发出的光束分离为两个光束；与基准板16支撑成为一个整体的辅助基准板6；与样本17支撑成为一个整体的辅助样本8。
作为光源1，可以使用具有短相干长度的低相干性光源，如LED、SLD或卤素灯，或者光源是波长已调制的光源，调整该光源，以便当成像装置19的成像元素捕获干涉条纹的图像时，相干长度等于这样的低相干性光源拥有的相干长度。这样的波长已调制的光源是这样的光源：在比成像元素的响应时间段(光累积时间段)短的时间段内，从光源(一般使用半导体激光源)发出的光的波长被调制，并且在成像元素的响应时间段内以时间平均的方式捕获干涉条纹，由此获得相当于当使用发出具有宽谱宽度和短相干长度的光的光源的情况时的结果；例如，1995年5月的Proceedings of Meeting onLightwave Sensing Technology的75到82页上介绍了合成相干函数的技术。此外，本申请人还描述了改进这种技术的发明(日本专利申请No.2002-192619的说明书)。
支撑辅助基准板6的辅助参考面支撑装置(图中省略)例如包括支撑与基准板16为一个整体的辅助基准板6的支持架，并构成为能够支撑辅助基准板6，以便辅助基准板6的辅助参考面6a基本上与参考面16a位于相同的平面上，并且辅助参考面6a与参考面16a的相对位置关系不改变。支撑辅助样本8的辅助样本表面支撑装置(图中省略)例如包括支撑与样本17为一个整体的辅助样本8的支持架，并构成为能够支撑辅助样本8，以便辅助样本8的辅助样本表面8a与样本表面17a面向相同的方向，并且辅助样本表面8a与样本表面17a的相对位置关系不改变。
对于第一个实施例的此设备，该设备这样构成，以便从光源1发出的光束是具有规定的振荡平面的线性偏振光，或通过使其透射穿过规定的偏振元件而使其成为具有规定的振荡平面的线性偏振光，此外，通过半反射镜4的分离获得的两个光束中的一个光束被照射到辅助参考面6a上，反射的光束作为第一光束，两个光束中的另一个光束被照射到辅助样本表面8a上并且反射的光束作为第二光束，第一和第二光束在半反射镜4上被重新合并为一个光束以形成照射光束。此外，辅助样本8位于压电元件9上，并具有这样的结构：辅助样本表面8a可以被压电元件9在图中的上/下方向移动，并且在从半反射镜4到辅助样本表面8a的路径中提供了光量改变装置7。
即，从光源1发出的线性偏振光束透射穿过偏振光束分离器2和位于光源1和半反射镜4之间的四分之一波长板3，并在到达半反射镜4之前被四分之一波长板3转换为圆偏振光。透射穿过半反射镜4的圆偏振光的第一光束在反射镜5上被反射并到达辅助参考面6a，在辅助参考面6a上被反射并沿着相同的光路返回，并再次在反射镜5上被反射，然后透射穿过半反射镜4。
另一方面，在到达半反射镜4时在半反射表面上被反射的圆偏振光的第二光束透射穿过光量改变装置7并到达辅助样本表面8a，在辅助样本表面8a上被反射，并沿着相同的光路返回，其透射穿过光量改变装置7并在半反射镜4的半反射表面上被反射，其与第一光束合并形成照射光束。请注意，这里辅助样本表面8a的位置是这样设置的：以便第一和第二光束单独传播的、从在半反射镜4被分离直到在半反射镜4上重新合并的两个路径之间的光程长度差是参考面16a和样本表面17a之间光程长度的两倍。即，在辅助样本8上提供了能够调整光轴方向上的辅助样本表面8a的位置的光程长度调整装置(图中省略)，如移动台，以便可以使用此光程长度调整装置设置辅助样本表面8a的位置。请注意，或者可以在辅助基准板6上提供这样的光程长度调整装置，以便可以调整辅助参考面6a在光轴方向上的位置。
通过合并第一和第二光束获得的圆偏振照射光束在四分之一波长板3处被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于从光源1发出时的振荡平面，并被偏振光束分离器2反射，然后入射到半反射镜10上。入射到半反射镜10上的线性偏振光在半反射镜10的半反射表面上被分离为透射穿过半反射镜10并入射到对齐监视单元11的光，和在半反射镜10上被反射90°并入射到放大透镜12上的光。
已经透射穿过半反射镜10并到达对齐监视单元11的线性偏振光用于将在辅助参考面6a上被反射的第一光束和在辅助样本表面8a上被反射的第二光束在第一和第二光束的轴彼此准确地重合的状态下合并。即，辅助基准板6和辅助样本8中的至少一个配备有光轴调整装置(图中省略)，例如能够调整反射的光束的光轴相对于入射到辅助基准板6或辅助样本8上的光束的倾斜度的轴调整台；以便当由对齐监视单元11检查第一和第二光束的轴的位置时，可以使用光轴调整装置调整这些轴，以便准确地彼此重合。
另一方面，在半反射镜10上被反射的线性偏振光被放大透镜12发散并到达偏振光束分离器13，在偏振光束分离器13上被反射，并入射到四分之一波长板14，其被四分之一波长板14转换为圆偏振光束，并到达准直透镜15，以及被准直透镜15转变为平行光。
已经被转变为平行光的圆偏振光束入射到基准板16上，其一部分在参考面16a上被反射(在以前提及的第一光束中，在参考面16a上被反射的光束应该被称为光束1Rr，在以前提及的第二光束中，在参考面16a反射的光束应该被称为光束2Rr)，其余部分在沿着相同的路径返回，透射穿过参考面16a并与在参考面16a上被反射的光合并之前，透射穿过参考面16a，并到达样本17的样本表面17a，并在样本表面17a上被反射(在以前提及的第一光束中，透射穿过参考面16a并在样本表面17a上被反射的光束应该被称为光束1Sr，在以前提及的第二光束中，透射穿过参考面16a并在样本表面17a反射的光束应该被称为光束2Sr)。
合并的圆偏振光入射到四分之一波长板14，同时被准直透镜15聚集，并被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于被放大透镜12发散时入射到四分之一波长板14情况下的线性偏振光的振荡平面。此线性偏振光透射穿过偏振光束分离器13，被照相透镜18在成像装置(CCD照像机)19的成像元素上形成样本表面17a的图像。
对于第一个实施例的设备，干涉条纹的形成的关系是由从入射到半反射镜4上在半反射表面上被分成两个光束的光(光束)直到在基准板16的参考面16a上被合并的光束的光程长度来确定的。以经过的光学元件的参考编号来表示的光束的路径如下。
光束1Rr
4-5-6a-5-4-3-2-10-12-13-14-15-16a
光束1Sr
4-5-6a-5-4-3-2-10-12-13-14-15-16a-17a-16a
光束2Rr
4-7-8a-7-4-3-2-10-12-13-14-15-16a
光束2Sr
4-7-8a-7-4-3-2-10-12-13-14-15-16a-17a-16a
这里，假定对四个光束所共有的路径4-3-2-10-12-13-14-15-16a的光程长度为L，并假定路径4-5-6a-5-4的光程长度为L1，路径4-7-8a-7-4的光程长度为L2，路径16a-17a-16a的光程长度为L3，沿着如上所述的不同路径传播的四个光束的光程长度可以如下表示。
光束1Rr的光程长度(OP1)
OP1＝L1+L
光束1Sr的光程长度(OP2)
OP2＝L1+L+L3
光束2Rr的光程长度(OP3)
OP3＝L2+L
光束2Sr的光程长度(OP4)
OP4＝L2+L+L3
现在，利用第一个实施例的此设备，在半反射镜4分成两个路径，辅助样本表面8a的位置如此设置，以便在辅助参考面6a或辅助样本表面8a反射之后直到在半反射镜4重新合并的两个路径之间的光程长度差是参考面16a和样本表面17a之间的光程长度的两倍；如此下列关系成立：
L2-L1＝L3
将此关系替代到光程长度的上文表达式中将给出：
OP1＝L1+L
OP2＝L1+L+L3
OP3＝L2+L＝L1+L+L3
OP4＝L2+L+L3＝L1+L+2L3
结果，OP2＝OP3，因此，对于沿着这两个路径传播的光束，光程长度是相等的，因此甚至在使用光源1的情况下也会发生干涉，该光源1发出相干长度比参考面16a和样本表面17a之间的光程长度的两倍(L3)要短的光束。另一方面，任何其他两个路径之间的光程长度差都将大于参考面16a和样本表面17a之间光程长度的两倍(L3)，因此，不会发生干涉。
此外，即使考虑这样的情况：在外部振动等等的影响下，参考面16a在光轴方向移动Δa，样本表面17a在光轴方向移动Δb，因为辅助基准板6和基准板16彼此被支撑作为一个整体，辅助样本8和样本17彼此被支撑作为一个整体，关系OP2＝OP3仍会成立。在此情况下，该关系变成如下形式：
OP2＝(L1+2Δa)+(L+Δa)+(L3+2Δa+2Δb)
OP3＝(L2+2Δb)+(L+Δa)
此外，由于辅助基准板6和基准板16彼此被支撑作为一个整体，辅助样本8和样本17彼此被支撑作为一个整体：
(L2+2Δb)-(L1+2Δa)＝(L3+2Δa+2Δb)
因此
L2＝L1+L3+4Δa
如此计算OP2和OP3之间的光程长度差：
OP2-OP3＝L1-L2+L3+4Δa＝L1-(L1+L3+4Δa)+L3+4Δa＝0
即，即使参考面16a和样本表面17a中每一个都沿光轴方向移动，两者之间不存在由于振动等等影响所产生的关系，在导致干涉的两个路径之间不会产生光程长度差，并且在两个相互干涉的光束之间也不会产生相位差。如此，干涉条纹中不会产生变化，从而可以进行准确的干涉测量。此外，通过驱动支撑辅助样本8的压电元件9，也可以沿图中的上/下方向对辅助样本表面8a的位置进行微小的移动，进行干涉条纹的扫描测量，等等。
(第二个实施例)
接下来，下面将参考附图描述根据本发明的第二个实施例的抗振干涉仪设备(下文有时称为“第二个实施例的设备”)。图2是根据本发明的第二个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图。请注意，在如图2所示的第二个实施例的设备中的各种光学元件中，那些与前面描述的第一个实施例的设备中的元件相同的元件与图1中具有相同的参考编号，这里将省略详细说明。这也适用于稍后描述的其他实施例。
图2所示的第二个实施例的设备与前面描述的第一个实施例的设备的不同之处在于，辅助参考面6a在图的左侧表面与半反射镜4作为一个整体设置。即，从光源1发出的线性偏振光束透射穿过偏振光束分离器2和四分之一波长板3，并在到达半反射镜4之前被四分之一波长板3转换为圆偏振光。透射穿过半反射镜4的半反射表面的圆偏振光的第一光束到达辅助参考面6a，在辅助参考面6a上被反射并沿着相同的光路返回，并再次透射穿过半反射表面。
另一方面，在到达半反射镜4时在半反射表面上被反射的圆偏振光的第二光束透射穿过光量改变装置7并到达辅助样本表面8a，在辅助样本表面8a上被反射，并沿着相同的光路返回，其透射穿过光量改变装置7并在半反射镜4的半反射表面上被反射，以及与第一光束合并形成照射光束。请注意，这里辅助样本表面8a的位置是这样设置的：以便第一和第二光束单独传播的、从在半反射表面上被分离直到在半反射表面上重新合并的两个路径之间的光程长度差是参考面16a和样本表面17a之间光程长度的两倍，在第一和第二光束被合并成照射光束之后传播的路径等等与前面描述的第一个实施例的设备相同。
根据第二个实施例的设备，辅助参考面6a与半反射镜4在上文所提及的侧面作为一个整体设置，因此，不需要第一个实施例的设备中的反射镜5和辅助基准板6，如此通过封闭相关的空间可以将设备制造得更紧凑。此外，通过驱动支撑辅助样本8的压电元件9，因此沿图中的上/下方向对辅助样本表面8a的位置进行微小的移动，可进行干涉条纹的扫描测量等等。
然而，请注意，在第二个实施例的设备的情况下，辅助参考面6a和参考面16a的法线彼此正交，因此，响应于参考面16a沿光轴方向的移动，辅助参考面6a将只在此光轴的正交方向移动，如此，参考面16a相对于干涉仪设备的机身的移动(振动)是不可避免的。干涉仪设备的机身和基准板于是必须彼此构造为一个整体。然而，由于样本的移动(振动)而产生的影响被大大减轻。
(第三个实施例)
接下来，下面将参考附图描述根据本发明的第三个实施例的抗振动干涉仪设备(下文有时称为“第三个实施例的设备”)。图3是根据本发明的第三个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图。
图3所示的第三个实施例的设备与前面描述的第一和第二个实施例的设备的不同之处在于，辅助参考面6a位于从反射镜5到辅助样本表面8a的路径上，从而与参考面16a面向相同的方向，并且基本上与参考面16a位于相同的平面上，辅助参考面6a构成用于将从光源1发出的光束分离为两个光束的光束分离装置。
即，从光源1发出的线性偏振光束透射穿过偏振光束分离器2和四分之一波长板3，并在到达半反射镜5之前被四分之一波长板3转换为圆偏振光。在反射镜5上被反射之后，圆偏振光束到达辅助参考面6a，并被分成在辅助参考面6a上被反射的圆偏振光的第一光束，和透射穿过辅助参考面6a的圆偏振光的第二光束。
透射穿过辅助参考面6a的第二光束透射穿过光量改变装置7并到达辅助样本表面8a，在辅助样本表面8a上被反射，并沿着相同的光路返回，其透射穿过光量改变装置7并到达辅助参考面6a，在辅助参考面6a上与第一光束合并以形成照射光束。请注意，这里辅助样本表面8a的位置是这样设置的：以便从在辅助参考面6a分离的第一和第二光束直到在辅助参考面6a重新合并的两个路径之间光程长度差是参考面16a和样本表面17a之间的光程长度的两倍，在第一和第二光束被合并成照射光束之后传播的路径等等与前面描述的第一和第二个实施例的设备相同。
根据第三个实施例的设备与前面描述的第一个实施例的设备相同，即使参考面16a和样本表面17a中每一个都沿光轴方向移动，两者之间也不存在由于振动等等影响所产生的关系，在导致干涉的两个路径(即，在以前提及的第一光束中为透射穿过参考面16a并到达样本17的样本表面17a，然后在样本表面17a上被反射的光束的路径，以及在以前提及的第二光束中为在参考面16a上被反射的光束的路径)之间不会产生光程长度差，在两个相互干涉的光束之间也不会产生相位差。如此，干涉条纹中不会产生变化，从而可以进行准确的干涉测量。此外，通过驱动支撑辅助样本8的压电元件9，因此沿图中的上/下方向对辅助样本表面8a的位置进行微小的移动，可进行干涉条纹的扫描测量等等。
此外，由于辅助参考面6a与参考面16a面向相同的方向，并且基本上与参考面16a位于相同的平面上，因此，易于制造用于支撑彼此为一个整体的参考面16a和辅助参考面6a的支持架。具体来说，通过适当地设置辅助参考面6a的反射率/透光率，可以省略插入在辅助参考面6a和辅助样本表面8a之间的光量改变装置7，因此也可以将辅助样本表面8a与样本表面17a放置在相同的平面上。
(第四个实施例)
接下来，下面将参考附图描述根据本发明的第四个实施例的抗振动干涉仪设备(下文有时称为“第四个实施例的设备”)。图4是根据本发明的第四个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图。
图4所示的第四个实施例的设备与前面描述的第一个实施例的设备的不同之处在于，不设置辅助参考面和辅助样本表面，并且，参考面16a构成了用于将从光源1发出的光束分离为两个光束的光束分离装置，以及反射从光源1发出的光束的高反射率表面(反射面)20位于参考面16a(从此入射照射光束)的一侧，并且该设备这样构成，以便入射到高反射率表面20的光束基本上垂直地照射到参考面16a和样本表面17a上，在参考面16a上被反射的光束被作为第一光束，在透射穿过参考面16a之后在样本表面17a上被反射的光束被作为第二光束，且第一和第二光束在参考面16a上被合并以形成照射光束。
即，从光源1发出的线性偏振光束透射穿过偏振光束分离器2和四分之一波长板3，并在入射到棱镜方块21(prism cube)之前被四分之一波长板3转换为圆偏振光。大致在棱镜方块21的联接表面21a的中心部分设置高反射率表面20，在入射到棱镜方块21之后在高反射率表面20反射的圆偏振光束到达参考面16a，并被分成在参考面16a上被反射的圆偏振光的第一光束和透射穿过参考面16a的圆偏振光的第二光束。
透射穿过参考面16a的第二光束到达样本表面17a，在样本表面17a上被反射，并沿着相同的光路返回以到达参考面16a，在参考面16a与第一光束合并以形成照射光束。合并的圆偏振照射光束在高反射率表面20上被反射，在四分之一波长板3被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于从光源1发出时线性偏振光的振荡平面，并被偏振光束分离器2反射，然后入射到半反射镜10上。入射到半反射镜10上的线性偏振光在半反射镜10的半反射表面上被分离为透射穿过半反射镜10并入射到对齐监视单元11的光，以及在半反射镜10上被反射90°并入射到放大透镜12上的光。
已经透射穿过半反射镜10并到达对齐监视单元11的线性偏振光用于将在参考面16a上被反射的第一光束和在样本表面17a上被反射的第二光束在第一和第二光束的轴彼此准确地重合的状态下合并。另一方面，在半反射镜10上被反射的线性偏振光被放大透镜12发散并到达偏振光束分离器13，在偏振光束分离器13上被反射并入射到四分之一波长板14，其被四分之一波长板14转换为圆偏振光束并到达准直透镜15，然后被准直透镜15转变为平行光。
已经被转变为平行光的圆偏振光束透射穿过棱镜方块21并入射到基准板16上，其一部分在参考面16a上被反射，其余部分在沿着相同的路径返回，透射穿过参考面16a并与在参考面16a上被反射的光合并之前透射穿过参考面16a，并到达样本17的样本表面17a，以及在样本表面17a上被反射。
合并的圆偏振光在被准直透镜15聚集时入射到四分之一波长板14，并被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于被放大透镜12发散时入射到四分之一波长板14情况下线性偏振光的振荡平面。此线性偏振光透射穿过偏振光束分离器13，被照相透镜18在成像装置19的成像元素上形成样本表面17a的图像。请注意，优选情况下，应给棱镜方块21的进入/退出表面21b、21c和21d中的每一个表面涂覆防反射涂层，并使其余的表面21e的底色为黑色。
根据第四个实施例的设备与前面描述的第一个实施例的设备相同，即使参考面16a和样本表面17a中每一个都沿光轴方向移动，两者之间也不存在由于振动等等影响所产生的关系，在导致干涉的两个路径(即，在以前提及的第一光束中为透射穿过参考面16a并到达样本17的样本表面17a，然后在样本表面17a上被反射的光束的路径，以及在以前提及的第二光束中为在参考面16a上被反射的光束的路径)之间不会产生光程长度差，在两个相互干涉的光束之间也不会产生相位差。如此，干涉条纹中不会产生变化，从而可以进行准确的干涉测量。
此外，根据第四个实施例的设备，由于没有设置辅助参考面和辅助样本表面，因此，没有必要设置诸如支持架之类的支撑装置，用于支撑分别与参考面和样本表面成为一个整体的辅助参考面和辅助样本表面。此外，由于参考面16a构成了用于将从光源1发出的光束分离为两个光束的光束分离装置，因此，使导致干涉的两个路径之间的光程长度准确地彼此匹配变得容易。
然而，请注意，对于成像装置19，高反射率表面20是个障碍，因此，样本表面17a上有一个无法进行观察的区域。通过将高反射率表面20放置在远离联接表面21a的中心部分的另一个位置，可以清除此无法进行观察的区域。即，例如，如果在一个位置提供高反射率表面20，以便在高反射率表面20上被反射的光束在接近于参考面16a的边缘的一个位置透射穿过参考面16a，而且还使参考面16a大于样本表面17a，并使得来自高反射率表面20的光束到达样本表面17a之外的一个位置，并在这里设置了辅助样本表面，那么，就可以进行测量而不会产生无法进行观察的区域。
(第五个实施例)
接下来，下面将参考附图描述根据本发明的第五个实施例的抗振动干涉仪设备(下文有时称为“第五个实施例的设备”)。图5是根据本发明的第五个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图。
图5所示的第五个实施例的设备与前面描述的第四个实施例的设备的不同之处在于，该设备用于测量在其中心部分有一个孔(如光盘)的样本17的样本表面17a的形状，且支撑在压电元件9上的辅助样本8位于样本17中的该孔内。其结构是这样的，即，使辅助样本8的辅助样本表面8a可以被压电元件9沿图中的上/下方向移动，并且在压电元件9没有被驱动的状态下，辅助样本表面8a基本上与样本表面17a位于相同的平面上。
对于第五个实施例的此设备，从光源1发出的线性偏振光束透射穿过偏振光束分离器2和四分之一波长板3，并在入射到棱镜方块21之前被四分之一波长板3转换为圆偏振光。入射到棱镜方块21的圆偏振光束在高反射率表面20上被反射并到达参考面16a，其被分成在参考面16a上被反射的圆偏振光的第一光束和透射穿过参考面16a的圆偏振光的第二光束。
透射穿过参考面16a的第二光束到达辅助样本表面8a，在辅助样本表面8a上被反射，并沿着相同的光路返回以到达参考面16a，其在参考面16a与第一光束合并以形成照射光束。在第一和第二光束被合并成照射光束之后传播的路径等等与前面描述的第四个实施例的设备相同。
根据第五个实施例的设备与前面描述的第一个实施例的设备相同，即使参考面16a和样本表面17a中每一个都沿光轴方向移动，两者之间也不存在由于振动等等影响所产生的关系，在导致干涉的两个路径(即，在以前提及的第一光束中为透射穿过参考面16a并到达辅助样本表面8a，然后在辅助样本表面8a上被反射的光束的路径，以及在以前提及的第二光束中为在参考面16a上被反射的光束的路径)之间不会产生光程长度差，并且在两个相互干涉的光束之间也不会产生相位差。如此，干涉条纹中不会产生变化，从而可以进行准确的干涉测量。
此外，通过驱动支撑辅助样本8的压电元件9，因此沿图中的上/下方向对辅助样本表面8a的位置进行微小的移动，也可进行干涉条纹的扫描测量等等。此外，根据第五个实施例的设备，通过调整高反射率表面20的尺寸，可以使高反射率表面20不对成像装置19构成障碍，因此，在样本表面17a上不会有无法进行观察的区域。
(第六个实施例)
接下来，下面将参考附图描述根据本发明的第六个实施例的抗振动干涉仪设备(下文有时称为“第六个实施例的设备”)。图6是根据本发明的第六个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图。
图6所示的第六个实施例的设备是这样构成的，即，样本表面17a被作为参考反射镜表面，照射光束和通过来自样本表面17a的照射光束的反射获得的光束透射穿过透光样本传输对象(sampletransmitting object)22，如位于参考面16a和样本表面17a之间的薄膜，并对样本传输对象22进行相位分布测量。该设备具有光源1，该光源1发出相干长度比参考面16a和样本表面17a之间的光学距离的两倍要短的光束，半反射镜4作为光束分离装置，用于将从光源1发出的光束分离为两个光束，与基准板16支撑作为一个整体的辅助基准板6，与样本17支撑作为一个整体的辅助样本8，这些都与前面描述的第一个实施例的设备相同。
即，从光源1发出的线性偏振光束透射穿过偏振光束分离器2和四分之一波长板3，并在到达半反射镜4之前被四分之一波长板3转换为圆偏振光。透射穿过半反射镜4的圆偏振光的第一光束在反射镜5上被反射并到达辅助参考面6a，在辅助参考面6a上被反射并沿着相同的光路返回，并再次在反射镜5上被反射，然后透射穿过半反射镜4。
另一方面，在到达半反射镜4时在半反射表面上被反射的圆偏振光的第二光束透射穿过样本传输对象22和光量改变装置7，并到达辅助样本表面8a，其在辅助样本表面8a上被反射并沿着相同的光路返回，透射穿过光量改变装置7和样本传输对象22并在半反射镜4的半反射表面上被反射，然后与第一光束合并形成照射光束。请注意，这里辅助样本表面8a的位置是这样设置的：以便第一和第二光束单独传播的、从在半反射镜4被分离直到在半反射镜4上重新合并的两个路径之间的光程长度差是参考面16a和样本表面17a(包括样本传输对象22)之间光程长度的两倍。
通过合并第一和第二光束获得的圆偏振照射光束在四分之一波长板3被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于从光源1发出时线性偏振光的振荡平面，并被偏振光束分离器2反射，然后入射到半反射镜10上。入射到半反射镜10上的线性偏振光在半反射镜10的半反射表面上被分离为透射穿过半反射镜10并入射到对齐监视单元11的光，和在半反射镜10上被反射90°并入射到放大透镜12上的光。
已经透射穿过半反射镜10并到达对齐监视单元11的线性偏振光用于将在辅助参考面6a上被反射的第一光束和在辅助样本表面8a上被反射的第二光束在第一和第二光束的轴彼此准确地重合的状态下合并。另一方面，在半反射镜10上被反射的线性偏振光被放大透镜12发散，并到达偏振光束分离器13，其在偏振光束分离器13上被反射并入射到四分之一波长板14，然后被四分之一波长板14转换为圆偏振光束并到达准直透镜15，然后被准直透镜15转变为平行光。
已经被转变为平行光的圆偏振光束入射到基准板16上，其一部分在参考面16a上被反射，其余部分在沿着相同的路径返回，透射穿过样本传输对象22和参考面16a并与在参考面16a上被反射的光合并之前，透射穿过参考面16a和样本传输对象22并到达样本表面17a，并在样本表面17a上被反射。
合并的圆偏振光在被准直透镜15聚集的同时入射到四分之一波长板14，并被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于被放大透镜12发散时入射到四分之一波长板14情况下线性偏振光的振荡平面。此线性偏振光透射穿过偏振光束分离器13，被照相透镜18在成像装置19的成像元素上形成携带有样本传输对象22的相位分布信息的干涉条纹的图像。
根据第六个实施例的设备与前面描述的第一个实施例的设备相同，即使参考面16a和样本表面17a中每一个都沿光轴方向移动，两者之间也不存在由于振动等等影响所产生的关系，在导致干涉的两个路径(即，在以前提及的第一光束中为透射穿过参考面16a和样本传输对象22并到达样本表面17a，然后在样本表面17a上被反射，然后透射穿过样本传输对象22和参考面16a的光束的路径，以及在以前提及的第二光束中为在参考面16a上被反射的光束的路径)之间不会产生与样本传输对象22的相位分布不相关的光程长度差，而且在两个相互干涉的光束之间也不会产生与样本传输对象22的相位分布不相关的相位差。如此，干涉条纹中不会产生由于振动而导致的变化，从而可以进行准确的干涉测量。
此外，通过驱动支撑辅助样本8的压电元件9，因此沿图中的上/下方向对辅助样本表面8a的位置进行微小的移动，也可进行干涉条纹的扫描测量等等。请注意，对于第六个实施例的设备，优选情况下，应该使样本传输对象22相对于照射光束稍微倾斜，以便从样本传输对象22的表面反射的光不进入成像装置。此外，由于将样本传输对象22放入照射光束中，参考面16a和样本表面17a之间的光程长度延长，但如果也使样本传输对象22进入半反射镜4和辅助样本表面8a之间的第二光束，那么就没有必要调整辅助参考面或辅助样本表面，因此，可以对大的薄膜等等轻松地进行测量。
(第七个实施例)
接下来，下面将参考附图描述根据本发明的第七个实施例的抗振动干涉仪设备(下文有时称为“第七个实施例的设备”)。图7是根据本发明的第七个实施例的抗振干涉仪设备的光路示意图，而图8是显示如图7所示的聚光透镜23的操作的图。
图7所示的第七个实施例的设备用于测量类似于透明薄片的样本17(如透明玻璃板或薄膜)的样本表面17a的形状，从光源1发出的光束的相干长度被设置为比样本17的厚度的光学距离的两倍要短。该设备与其他实施例的设备的不同之处在于，该设备具有辅助基准板6，该辅助基准板6具有辅助参考面6a，其被支撑于压电元件9上，但没有辅助样本表面8a，并具有聚光透镜23，该聚光透镜23将通过半反射镜4分离获得的第二光束聚集到样本表面17a上。
即，从光源1发出的线性偏振光束透射穿过偏振光束分离器2和四分之一波长板3，并在到达半反射镜4之前被四分之一波长板3转换为圆偏振光。透射穿过半反射镜4的圆偏振光的第一光束在反射镜5上被反射并到达辅助参考面6a，在辅助参考面6a上被反射并沿着相同的光路返回，并再次在反射镜5上被反射，然后透射穿过半反射镜4。
另一方面，在到达半反射镜4时在半反射表面上被反射的圆偏振光的第二光束透射穿过光量改变装置7，并入射到聚光透镜23上。聚光透镜23的位置是这样的：以便入射到聚光透镜23上的第二光束的聚集点位于样本表面17a上。如图8所示，入射到聚光透镜23上的第二光束的一部分在样本表面17a上被反射并沿着相同的光路返回，透射穿过聚光透镜23和光量改变装置7，并在半反射镜4的半反射表面上被反射，然后与第一光束合并形成照射光束。请注意，这里辅助样本表面6a的位置是这样设置的：以便第一和第二光束单独传播的、从在半反射镜4被分离直到在半反射镜4上重新合并的两个路径之间的光程长度差是参考面16a和样本表面17a之间光程长度的两倍。
通过合并第一和第二光束获得的圆偏振照射光束在四分之一波长板3被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于从光源1发出时线性偏振光的振荡平面，并被偏振光束分离器2反射，然后入射到半反射镜10上。入射到半反射镜10上的线性偏振光在半反射镜10的半反射表面上被分离为透射穿过半反射镜10并入射到对齐监视单元11的光，和在半反射镜10上被反射90°并入射到放大透镜12上的光。
已经穿过半反射镜10并到达对齐监视单元11的线性偏振光用于将在辅助参考面6a上被反射的第一光束和在样本表面17a上被反射的第二光束在第一和第二光束的轴彼此准确地重合的状态下合并。另一方面，在半反射镜10上被反射的线性偏振光被放大透镜12发散并到达偏振光束分离器13，其在偏振光束分离器13上被反射并入射到四分之一波长板14，接着被四分之一波长板14转换为圆偏振光束并到达准直透镜15，然后被准直透镜15转变为平行光。
已经被转变为平行光的圆偏振光束入射到基准板16上，其一部分在参考面16a上被反射，其余部分在沿着相同的路径返回，透射穿过参考面16a并与在参考面16a上被反射的光合并之前，透射穿过参考面16a并到达样本表面17a，并在样本表面17a上被反射。
合并的圆偏振光在被准直透镜15聚集的同时入射到四分之一波长板14并被转换为线性偏振光，该线性偏振光的振荡平面正交于被放大透镜12发散时入射到四分之一波长板14的情况下线性偏振光的振荡平面。此线性偏振光透射穿过偏振光束分离器13，并被照相透镜18在成像装置19的成像元素上形成样本表面17a的图像。
根据第七个实施例的设备与前面描述的第一个实施例的设备相同，即使参考面16a和样本表面17a中每一个都沿光轴方向移动，两者之间也不存在由于振动等等影响所产生的关系，并且在导致干涉的两个路径(即，在以前提及的第一光束中为透射穿过参考面16a并到达样本表面17a，然后在样本表面17a上被反射的光束的路径，以及在以前提及的第二光束中为在参考面16a上被反射的光束的路径)之间不会产生光程长度差，并且在两个相互干涉的光束之间也不会产生相位差。如此，干涉条纹中不会产生变化，从而可以进行准确的干涉测量。此外，通过驱动支撑辅助基准板6的压电元件9，因此沿图中的上/下方向对辅助参考面6a的位置进行微小的移动，也可进行干涉条纹的扫描测量等等。
此外，根据第七个实施例的设备，因为从光源1发出的光束的相干长度被设置为比样本17的厚度的光学距离的两倍要短，由于从样本表面17a反射的光束和从样本17的背面17b反射的光束不发生干涉，因此，可以以很高的精度对样本表面17a的形状进行测量。此外，根据第七个实施例的设备，通过配置聚光透镜23，可以改进所形成的干涉条纹的信噪(S/N)比。聚光透镜23的操作如下所示。
即，如图8所示，在通过聚光透镜23入射到样本17的第二光束中，在样本17的背面17b上被反射的光束的一部分正如从位于比聚光透镜23的焦点更远的虚点光源p发出的光束一样；此光束的一部分到达聚光透镜23的有效直径内的一个位置，但其余部分不返回到聚光透镜23的有效直径内。甚至对于返回到聚光透镜23的有效直径内的光束，此光束也不按与从样本表面17a上的聚集点返回的光束相同的状态(收敛或发散)退出聚光透镜23，而是作为收敛的光束从聚光透镜23退出。此光束在沿着光路传播时穿过焦点，随后变成发散光。此光束叠加于从样本表面17a上反射的光束上的光量非常低。由于可以降低此不需要的光的量，因此，可以改进形成的干涉条纹的S/N比。
上文对本发明的实施例进行了描述，但本发明不仅限于上面的实施例。例如，可以使从上面每一个实施例的设备中的光源发出的光束成为具有规定的振荡平面的线性偏振光，但也可以使用发出不是线性偏振的光束的光源。
此外，在上面每一个实施例的设备中，结构是这样的，即，从被光束分离装置分成第一和第二光束直到第一和第二光束被重新合并的两个光路之间的光程长度差基本上等于参考面和样本表面之间的光学距离的两倍，但除测量透明薄片的表面形状的情况之外，两个光路之间的光程长度差可以被设置为大致等于参考面和样本表面之间的光学距离的两倍，其中，两个光路之间的光程长度差与参考面和样本表面之间的光学距离之间的差比从光源分开的两个光束可以彼此干涉的最大光程差要短。
此外，上面每一个实施例的设备都是Fizeau类型的干涉仪，但本发明也可以应用于诸如Abramson类型的切线入射干涉仪之类的其他干涉仪。
由于具有上文描述的结构，根据本发明的抗振干涉仪设备，即使样本表面由于振动沿光轴方向移动，导致干涉的两个路径之间的光程长度差的变化也可以以光学方法进行抑制，因此，可以进行不容易受振动影响的准确的干涉测量；这对于处理过程中的测量特别有效。
Claims (17)
1.一种作为光波干涉仪设备的抗振干涉仪设备，其中，从光源发出的光束被光束分离装置分成两个光束，使这两个光束分别沿着彼此具有不同光程长度的两个光路传播，然后两个光束再次合并成一个光束以形成照射光束，以及其中，使得通过沿着具有较短的光程长度的光路传播的光束从样本表面反射获得的反射光的光程长度与通过沿着具有较长的光程长度的光路传播的光束从参考面反射获得的反射光的光程长度之间的光程长度差在光源的相干长度范围内，以及获得通过光学干涉产生的干涉条纹，该光学干涉是在通过所述照射光束在参考面上被反射而获得的光束和通过所述照射光束透射穿过所述参考面然后在样本表面上被反射而获得的光束之间产生的；
其中，所述光源是低相干性光源，从所述光源发出的所述光束的相干长度比所述参考面和所述样本表面之间的光学距离的两倍要短，或者所述光源是波长已调制的光源，该光源被调整为当成像元素捕获所述干涉条纹的图像时其相干长度与这样的低相干性光源拥有的相干长度相等；
其中，所述照射光束是这样获得的：通过所述参考面或辅助参考面反射所述两个光束中的第一光束，其中支撑所述辅助参考面以使其与所述参考面的相对位置关系不变化，以及通过所述样本表面或辅助样本表面反射所述两个光束中的第二光束，支撑所述辅助样本表面以使其与所述样本表面的相对位置关系不变化并与所述样本表面面向相同的方向，然后将所述第一光束和所述第二光束重新合并成所述一个光束，以便所述第一光束的轴和所述第二光束的轴彼此重合；以及
其中，所述光程长度差为所述参考面和所述样本表面之间的光学距离的两倍。
2.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述光束分离装置是所述参考面或所述辅助参考面，在所述参考面或所述辅助参考面上被反射的光束被作为所述第一光束，透射穿过所述参考面或所述辅助参考面，在所述样本表面或所述辅助样本表面上被反射，然后透射穿过所述参考面或所述辅助参考面的光束被作为所述第二光束，并且所述第一光束和所述第二光束在所述参考面或所述辅助参考面上被重新合并成所述一个光束以形成所述照射光束。
3.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述光束分离装置是光束分离器，通过所述光束分离器的分离获得的所述两个光束中的一个被照射到所述参考面或所述辅助参考面上，并且被反射的光束作为所述第一光束，所述两个光束中的另一个光束被照射到所述样本表面或所述辅助样本表面上，并且被反射的光束作为所述第二光束，所述第一光束和所述第二光束在所述光束分离器上被重新合并成所述一个光束以形成所述照射光束。
4.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，反射从所述光源发出的所述光束的反射面位于所述参考面的一侧，所述照射光束从该侧入射，所述光束通过所述反射面垂直地照射到所述参考面和所述样本表面上，以及在所述参考面上被反射的所述第一光束和透射穿过所述参考面然后在所述样本表面上被反射的所述第二光束在所述参考面的位置上合并以形成所述照射光束。
5.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述辅助参考面与所述参考面位于相同的平面上，和/或所述辅助样本表面与所述样本表面位于相同的平面上。
6.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述辅助参考面和/或所述辅助样本表面具有：光程长度调整装置，用于在沿着入射光束的轴的方向上移动所述辅助参考面和/或所述辅助样本表面；以及光轴调整装置，用于调整被反射的光束的轴相对于入射光束的轴的倾斜度。
7.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述辅助参考面或所述辅助样本表面可由压电元件移动。
8.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述具有较短的光程长度的光路与所述具有较长的光程长度的光路之间的光程长度差等于所述参考面和所述样本表面之间的所述光学距离的两倍。
9.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，所述抗振干涉仪设备进一步具有用于所述两个光束中的至少一个光束的光量改变装置。
10.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，从所述光源发出的所述光束是具有规定的振荡平面的线性偏振光，或通过使其透射穿过规定的偏振元件而使其成为具有规定的振荡平面的线性偏振光。
11.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，具有所述样本表面的样本是透明薄片，以及从所述光源发出的所述光束的所述相干长度被设置为比所述透明薄片的厚度的光学距离的两倍要短。
12.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述样本表面是参考反射镜表面，透光样本传输对象位于所述参考面和所述参考反射镜表面之间，所述照射光束和通过由所述参考反射镜表面对所述照射光束的反射获得的光束透射穿过所述样本传输对象，并对所述样本传输对象进行相位分布测量。
13.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，聚光透镜位于所述第二光束中，并且由所述聚光透镜对所述第二光束进行聚光的聚光点位于所述样本表面上。
14.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述低相干性光源是发光二极管、或卤素灯。
15.根据权利要求1所述的抗振干涉仪设备，其中，所述低相干性光源是高亮度发光二极管。
16.根据权利要求5所述的抗振干涉仪设备，其中，在所述样本表面的中心部分形成一个孔，以及所述辅助样本表面位于所述孔内。
17.根据权利要求11所述的抗振干涉仪设备，其中，所述透明薄片是薄膜。
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