CN101509828B - 差动共焦-低相干干涉组合折射率及厚度测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种差动共焦-低相干干涉组合折射率及厚度测量方法与装置。该方法首先通过差动共焦定焦原理和低相干干涉原理分别确定被测样品的前表面位置和后表面位置对应的测量物镜和参考部分的位置，然后测量测量物镜的移动距离Δz和参考部分的移动距离Δl，带入公式计算被测样品的折射率和厚度。本发明首次提出利用差动共焦响应曲线过零点时对应显微物镜焦点的特性实现精确定焦，将差动共焦显微原理扩展到折射率和厚度测量领域，形成差动共焦测厚原理。本发明融合了差动共焦定焦原理与低相干干涉技术，具有测量精度高、抗环境干扰能力强的优点，可用于样品的折射率和厚度的检测。

Description

差动共焦-低相干干涉组合折射率及厚度测量方法与装置

技术领域

本发明属于光学精密测量技术领域，可用于光学平板和薄膜的群折射率、相折射率和几何厚度的高精度测量。

技术背景

折射率和几何厚度是光学器件十分重要的基本物理参数，它们反映了光学器件的许多信息，同时也与光学器件的其他参数(如光热系数)相关，精密而独立的测量光学器件的折射率和几何厚度有很高难度。作为光学器件的基本参数，折射率和几何厚度的独立精密测量一直是光学测量领域的一个难点，主要因素在于：折射率的测量常与厚度测量关联，测量需要已知信息辅助；薄膜厚度小，附着于其他器件，厚度难实现精密测量；相折射率与群折射率常不相等，需分别测量。由于以上原因，测角法或干涉法等传统的折射率测量方法和机械法或迈克尔逊干涉法等厚度测量方法难以实现折射率和几何厚度的独立高精度测量。

针对几何厚度与折射率的测量，国内学者提出了新的测量方法，发表的文献主要包括：《江西师范大学学报》的《介质薄膜的厚度和折射率测量的实验研究》；《光电技术应用》的《CCD在透明材料折射率测量中的应用》。此类技术主要采用了干涉法，利用计算机对样品的干涉条纹进行分析或利用干涉条纹进行定位测角。该方法的测量精度比传统的方法有所提高，但是实验设备复杂，对测量条件要求较高。

相比较国外的折射率、几何厚度测量技术，在《Optics Letters》中2003年发表的《Bifocal optical coherenc refractometry of turbid media》中，采用了双焦点低相干干涉法，实现了浑浊晶体的折射率和厚度测量，使用了计算机自动化处理测量信息，简化了测量过程并且提高了测量效率，但是该方法使用了低相干干涉条纹光强信号的包络曲线并且没有考虑样品对测量光束的色散效应，限制了测量的精度。在《Applied Optics》2002年发表的《Low-coherence interferometer systemfor thesimultaneous measurement of refractive index and thickness》中，采用了低相干干涉技术，将样品的群折射率与相折射率分开测量，获得了较高的精度，但是该方法需要事先将公式中的常量做成数表，或者借助辅助手段测量样品的几何厚度，极大的限制了该方法的使用范围。在《Optical Fiber Seniors》中2000年发表的《Optical tomographyalong the geometrical thickness by combination of coherence-gate andconfocal imagings》中，采用相干X射线断层摄影技术与共焦技术相结合的方法测量了多层样品的X射线断层结构，得到了样品的几何厚度和折射率，并达到了很高的测量精度。该测量方法利用X射线断层摄影技术对样品进行了断层摄影，得到的了样品的层析图像，获得了样品较多的信息。但是此方法的测量过程中假定了样品的相折射率与群折射率相等的前提，造成了测量方法理论上的缺陷。

以上几种测量方法的共性还在于：其对相折射率、群折射率和几何厚度的测量都依赖于对样品的已知信息或者对样品的参数进行假设。由于在实际的测量中很多情况下不能获得样品足够的已知信息，所以其测量范围受到极大限制。如果能够提出一种不依赖于样品的已知信息或者假设的测量方法，则可以扩大测量相折射率、群折射率和几何厚度的样品适用范围，并且可以进一步提高相折射率、群折射率和几何厚度测量的精度。

近年来，国内外显微成像领域的差动共焦技术快速发展，该技术以轴向的光强响应曲线作为评价尺度，灵敏度高于以垂轴方向响应为判断依据的评价方法，并且由于采用光强作为数据信息，相比图像处理方法具有更高的抗环境干扰能力。例如：中国专利“具有高空间分辨率的差动共焦扫描检测方法”(专利号：200410006359.6)，其提出了超分辨差动共焦检测方法，使系统轴向分辨力达到纳米级，并显著提高了抗环境扰动能力，但差动共焦技术主要适用于微观显微测量领域，而将该项技术直接应用于定焦，继而实现折射率和几何厚度测量的报道，迄今为止尚未见到。

发明内容

本发明的目的是为了解决光学平板和薄膜的折射率和几何厚度的高精度测量问题，提出了一种利用差动共焦响应曲线过零点时目标位置对应显微镜焦点的特性和低相干干涉条纹对比度最大值对应参考光路和测量光路等光程的特性的方法实现精确测量，显著提高了样品的几何厚度和折射率的测量精度。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

步骤一、测量计算被测样品的折射率和几何厚度所需的参数：

(a)打开光源(24)使平行光透过分光系统(2)后分成测量和参考两束；测量光束经测量物镜(3)汇聚，调节测量透镜(3)，将光线汇聚的焦点移动到被测样品(7)的前表面位置(5)，光线由被测样品(7)前表面反射后返回光路中，经过分光系统(2)透射后进入差动共焦系统(21)；操作者在光轴方向扫描移动测量物镜(3)，并且根据差动共焦系统(21)探测到的差动响应信号的绝对零点值来确定测量透镜(3)相应的前焦点位置(5)；

(b)参考光束经过参考透镜(8)汇聚到参考反射镜(11)的表面上，被反射镜反射回到光路中；操作者整体移动由参考透镜(8)和参考反射镜(11)组成的参考部分(9)，通过探测低相干干涉条纹的最大对比度值，使参考光路与步骤(a)中的测量光路达到光程相等的位置(10；

(c)操作者再次调节测量透镜(3)，将光线汇聚的焦点移动到被测样品(7)的后表面位置(6)，光线由被测样品(7)后表面反射后返回光路中，经过分光系统(2)透射后进入差动共焦系统(21)；操作者在光轴方向扫描移动测量物镜(3)，并且根据差动共焦系统(21)探测到的差动响应信号的绝对零点值来确定测量透镜(3)相应的后焦点位置(6)；

(d)操作者再次整体移动由参考透镜(8)和参考反射镜(11)组成的参考部分(9)，通过探测低相干干涉条纹的最大对比度值，使参考光路与步骤(c)中的测量光路达到光程相等的位置(13)；

(e)取(a)和(c)步骤中确定的前焦点位置(5)与后焦点位置(6)，测量两个焦点之间的距离Δz；

(f)取(b)和(d)步骤中所确定的参考部分(9)的等光程位置(10)与(13)，测量两位置之间的距离Δl；

(g)使用至少两种不同波长的光源重复步骤(a)到(f)得到至少两组Δz和与之相对应的ω的值，其中ω为光源的发光的角频率；

步骤二、由步骤一测量得到的数据计算被测样品的折射率和几何厚度：

(I)使用下式计算被测样品(7)的几何厚度t：

At⁶+Bt⁴+Ct²+D＝0

$A=\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^4}+{\mathrm{\ω}}^2\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^6}{\left(\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}\right)}^2-2\mathrm{\ω}\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^5}\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}$

$B=2\frac{\left({1-\mathrm{NA}}^2\right)}{{\mathrm{\Δz}}^2}{\mathrm{NA}}^2-2{\mathrm{NA}}^2\mathrm{\ω}\frac{(1-{\mathrm{NA}}^2)}{{\mathrm{\Δz}}^3}\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}$

$C={\mathrm{NA}}^4-\frac{{\mathrm{\Δl}}^2}{{\mathrm{\Δz}}^2}(1-{\mathrm{NA}}^2)$

D＝-Δl²NA²

其中NA为已知的测量透镜(3)的数值孔径；

(II)根据步骤(I)所计算得到的几何厚度t，由下式计算被测样品(7)的相折射率n_p和群折射率n_g：

$\mathrm{\Δz}=t\×\frac{\sqrt{1-{\mathrm{NA}}^2}}{\sqrt{n_p^2-{\mathrm{NA}}^2}}\≈\frac{t}{n_p}$

Δl＝t×n_p。

至此，本发明预期设计的对样品的几何厚度与折射率的测量目的已经全部实现。

本发明的一种差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量装置，包括光源，还包括：分光系统、测量透镜、差动共焦系统和参考部分；其中分光系统、参考部分依次放在光源的出射光线方向；测量透镜和被测样品依次放置在分光系统的反射方向；差动共焦系统放置在分光系统反射方向的相反方向。其中被测样品、测量透镜和分光系统将光束反射至差动共焦系统，并配合差动共焦系统实现前焦点位置和后焦点位置的定焦。

参考部分包括：沿光路依次放置的参考透镜和参考反射镜。

差动共焦系统包括：第一分光镜、依次放置在第一分光镜反射方向的第一聚焦镜、第一针孔、以及第一针孔后的第一探测器；依次放置在第一分光镜透射方向的第二聚焦镜、第二针孔、以及第二针孔后的第二探测器。

该差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量装置，还可以包括与参考部分和测量透镜相连接的位移控制系统，用于控制和测量参考部分和测量透镜的运动和位移。

该差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量装置，还可以在光源与分光系统之间或者分光系统与第一分光镜之间包括焦深压缩光学系统，用于减小测量透镜的焦深，提高系统的定焦灵敏度。

该差动共焦-低相干干涉组合折射率与几何厚度测量装置，还可以包括与两个探测器和光源相连接的调制控制系统，用于控制光源与差动共焦系统进行调制与滤波，抑制环境干扰对测量精度的影响。

还可以将位移控制系统、焦深压缩光学系统和调制控制系统在该差动共焦-低相干干涉组合折射率与几何厚度测量装置中任意组合，以提升装置的性能。

本发明对比已有技术具有以下显著优点：

1.首次提出利用差动共焦响应曲线过零点时目标位置对应显微物镜焦点的特性实现精确定焦，将差动共焦显微原理扩展到折射率、几何厚度测量领域，可显著提高样品的几何厚度和折射率的测量精度。

2.融合差动共焦定焦原理与低相干干涉法，可以获得样品的更多信息，不需要预先知道样品的已知信息或对样品信息做出假设来辅助测量。

3.差动共焦定焦原理以光强响应曲线作为定焦判据，本专利提出在光程(折射率与几何厚度之积)测量过程中，配合差动共焦定焦原理进行光强调制与滤波，排除空气扰动等环境干扰对测量精度的影响，相比以图像、干涉条纹作为光程差判据的光程测量方法具有更高的稳定性。

4.采用光瞳滤波技术与差动共焦技术相配合，在光程测量中减小测量透镜焦深，增强定焦灵敏度，提高测量精度。

附图说明

图1为本发明测量装置的示意图；

图2为本发明测量装置的补充示意图；

图3为本发明实施例的示意图；

图4为本发明实施例的差动响应曲线图；

其中：1-焦深压缩光学系统、2-分光系统、3-测量物镜、4-间距Δz、5-前焦点位置、6-后焦点位置、7-被测样品、8-参考物镜、9-光路参考部分、10-参考光路对应测量光路前焦点位置的等光程位置、11-反射镜、12-间距Δl、13-参考光路对应测量光路后焦点位置的等光程位置、14-第一探测器、15-第一针孔、16-第一聚焦镜、17-第二探测器、18-第二针孔、19-第二聚焦镜、20-第一分光镜、21-差动共焦系统、22-位移控制系统、23探测器信号处理及光源调制系统、24-光源、25-参考平移台、26-测量平移台、27-偏振分光镜、28-1/4玻片、29-白光光源、30-第一电子开关、31-第二分光镜、32-第三分光镜、33-激光器、34-第二电子开关、35-激光器、36-第三电子开关。

具体实施方式

本发明的基本思想是利用差动共焦原理实现精确定焦得到样品的相折射率与几何厚度的关系，用低相干干涉法获得样品的群折射率与几何厚度的关系，并换用不同波长的激光光源测量得到多组测量数据，得到测量样品折射率和几何厚度所需要的足够信息。

下面结合附图以对样品B270的几何厚度与折射率的测量为例，对本发明进行详细的说明。

在测量中被测晶体为B270，使用的光源分别为波长为814nm和1050nm的激光器。

如图3所示，一种差动共焦-低相干干涉组合折射率与几何厚度测量方法，其测量步骤是：

首先，打开光源29，激光光源33和激光光源35，控制第一电子开关30、第二电子开关34和第三电子开关36使只有激光光源33射出平行光经过光源部分24的第二分光镜31和第三分光镜32后进入由偏振分光镜27和1/4波片28构成的分光系统，分光系统将光线分成两束，反射光线经过测量透镜3汇聚到样品B270的前焦点位置5，被B270样品4的前表面反射后返回光路，透过测量物镜3和偏振分光镜27进入差动共焦系统21；透射光线经过参考透镜8汇聚，被反射镜11反射后，经过参考透镜和偏振分光镜27反射进入差动共焦系统21；光线进入差动共焦系统之后被第一分光镜20分成两路，透射光线经过第二聚焦镜19和第二针孔18被第二探测器17接收；反射光线经过第一聚焦镜16和第一针孔15被第一探测器14接收。使测量透镜3沿着平移台4在测量透镜3光轴方向扫描移动，差动共焦系统21通过第一探测器14和第二探测器17的差动响应的绝对零点值来确定参考透镜响应的前焦点位置5。响应信号如图4所示，其中I₁(z)、I₂(z)为两探测器的差动响应信号，FES(z)为差动响应信号。

然后，关闭第二电子开关34，打开第一电子开关30使白光光源29的光经过光源部分24的第二分光镜31和第三分光镜32进入光路，移动参考透镜8和反射镜10，使它们沿着平移台25在参考透镜8的光轴方向扫描移动，通过干涉对比度信号的最大值来确定参考部分的位置10；

而后，平移台25中的光栅测长机构带动参考透镜8和反射镜11眼参考透镜8的光轴方向移动到位置13，在参考透镜8的移动过程中，平移台25使用光栅测长机构测量位置10与位置13之间的距离Δl，位置13由低相干干涉条纹的对比度最大值来确定。

而后，关闭第一电子开关30，打开第三电子开关36，使激光光源35的光经过光源部分24的第三分光镜32进入光路。使测量透镜3沿着平移台4在测量透镜3光轴方向扫描移动，差动共焦系统21通过第一探测器14和第二探测器17的差动响应的绝对零点值来确定参考透镜响应的前焦点位置5。响应信号如图4所示，其中I₁(z)、I₂(z)为两探测器的差动响应信号，FES(z)为差动响应信号。

而后，平移台4中的光栅测长机构带动测量透镜3在测量透镜3的光轴方向向B270样品4移动到位置6，在测量透镜3的移动过程中，平移台4使用光栅测长机构再次测量前焦点位置5与后焦点位置6之间的距离Δz，位置6由差动共焦系统21的第一探测器14和第二探测器17的差动响应的绝对零点值来确定。

这样就由两种不同的波长的光源用相同的方法得到了两组ω，Δz和Δl的值。ω为光源的发光角频率。

由下式计算被测样品(4)的几何厚度t：

At⁶+Bt⁴+Ct²+D＝0

$A=\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^4}+{\mathrm{\ω}}^2\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^6}{\left(\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}\right)}^2-2\mathrm{\ω}\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^5}\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}$

$B=2\frac{\left({1-\mathrm{NA}}^2\right)}{{\mathrm{\Δz}}^2}{\mathrm{NA}}^2-2{\mathrm{NA}}^2\mathrm{\ω}\frac{(1-{\mathrm{NA}}^2)}{{\mathrm{\Δz}}^3}\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}$

$C={\mathrm{NA}}^4-\frac{{\mathrm{\Δl}}^2}{{\mathrm{\Δz}}^2}(1-{\mathrm{NA}}^2)$

D＝-Δl²NA²

已知参数包括测量透镜(3)的数值孔径NA，光源发光角频率ω由下式计算被测样品(4)的相折射率n_p和群折射率n_g：

$\mathrm{\Δz}=t\×\frac{\sqrt{1-{\mathrm{NA}}^2}}{\sqrt{n_p^2-{\mathrm{NA}}^2}}\≈\frac{t}{n_p}$

Δl＝t×n_p

该实施例中还通过焦深压缩光学系统1与差动共焦系统21配合工作，使用光瞳滤波技术压缩参考透镜5以及被测透镜3与参考透镜5组合后的焦深，提高定焦灵敏度。

经测量计算得到B270样品几何厚度为：1.9786mm，样品的标称值为：1.9810mm，相对误差为：0.12362％；测量光波长为814nm时，测量的相折射率为：1.5419，样品的标称值为：1.5162，相对误差为：0.08902％，测量的群折射率为：1.5334，样品的标称值为：1.5324，相对误差为：0.06410％；测量光波长为1050nm时，测量的相折射率为：1.5093，样品的标称值为：1.5126，相对误差为：0.21639％，测量的群折射率为：1.5267，样品的标称值为：1.5260，相对误差为：0.05037％。

此实施例通过一系列的措施实现了折射率和几何厚度的独立高精度测量，实现了差动共焦-低相干干涉几何厚度、折射率测量方法与装置，与常规测量方法相比，具有更大的测量范围和更高的测量精度。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量方法，其特征在于：

步骤一、测量计算被测样品的折射率和几何厚度所需的参数：

(a)打开光源(24)使平行光透过分光系统(2)后分成测量和参考两束；测量光束经测量透镜(3)汇聚，调节测量透镜(3)，将光线汇聚的焦点移动到被测样品(7)的前表面位置(5)，光线由被测样品(7)前表面反射后返回光路中，经过分光系统(2)透射后进入差动共焦系统(21)；操作者在光轴方向扫描移动测量透镜(3)，并且根据差动共焦系统(21)探测到的差动响应信号的绝对零点值来确定测量透镜(3)相应的前焦点位置(5)；

(b)参考光束经过参考透镜(8)汇聚到参考反射镜(11)的表面上，被反射镜反射回到光路中；操作者整体移动由参考透镜(8)和参考反射镜(11)组成的参考部分(9)，通过探测低相干干涉条纹的最大对比度值，使参考光路与步骤(a)中的测量光路达到光程相等的位置(10)；

(c)操作者再次调节测量透镜(3)，将光线汇聚的焦点移动到被测样品(7)的后表面位置(6)，光线由被测样品(7)后表面反射后返回光路中，经过分光系统(2)透射后进入差动共焦系统(21)；操作者在光轴方向扫描移动测量透镜(3)，并且根据差动共焦系统(21)探测到的差动响应信号的绝对零点值来确定测量透镜(3)相应的后焦点位置(6)；

(d)操作者再次整体移动由参考透镜(8)和参考反射镜(11)组成的参考部分(9)，通过探测低相干干涉条纹的最大对比度值，使参考光路与步骤(c)中的测量光路达到光程相等的位置(13)；

(e)取(a)和(c)步骤中确定的前焦点位置(5)与后焦点位置(6)，测量两个焦点之间的距离Δz；

(f)取(b)和(d)步骤中所确定的参考部分(9)的第一光程相等位置(10)与第二光程相等位置(13)，测量两位置之间的距离Δl；

(g)使用至少两种不同波长的光源重复步骤(a)到(f)得到至少两组Δz和与之相对应的ω的值，其中ω为光源的发光的角频率；

步骤二、由步骤一测量得到的数据计算被测样品的折射率和几何厚度：

(I)使用下式计算被测样品(7)的几何厚度t：

At⁶+Bt⁴+Ct²+D＝0

$A=\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^4}+{\mathrm{\ω}}^2\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^6}{\left(\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}\right)}^2-2\mathrm{\ω}\frac{{(1-{\mathrm{NA}}^2)}^2}{{\mathrm{\Δz}}^5}\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}$

$B=2\frac{(1-{\mathrm{NA}}^2)}{{\mathrm{\Δz}}^2}{\mathrm{NA}}^2-2{\mathrm{NA}}^2\mathrm{\ω}\frac{(1-{\mathrm{NA}}^2)}{{\mathrm{\Δz}}^3}\frac{\mathrm{d\Δz}}{\mathrm{d\ω}}$

$C={\mathrm{NA}}^4-\frac{{\mathrm{\Δl}}^2}{{\mathrm{\Δz}}^2}(1-{\mathrm{NA}}^2)$

D＝-Δl²NA²

其中NA为已知的测量透镜(3)的数值孔径；

(II)根据步骤(I)所计算得到的几何厚度t，由下式计算被测样品(7)的相折射率n_p和群折射率n_g：

$\mathrm{\Δz}=t\×\frac{\sqrt{1-{\mathrm{NA}}^2}}{n_p^2-{\mathrm{NA}}^2}\≈\frac{t}{n_p}$

Δl＝t×n_g。

2.根据权利要求1所述的差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量方法，其特征在于：所述的对被测样品(7)的前表面的定焦步骤(a)和相应的对参考光路的等光程调节过程(b)可以放在对被测样品(7)的后表面的定焦步骤(c)和相应的对参考光路的等光程调节过程(d)之前，也可置于(c)、(d)之后。

3.根据权利要求1所述的差动共焦-低相干干涉组合折射率与几何厚度测量方法，其特征在于：还可以通过焦深压缩光学系统(1)与差动共焦系统(21)配合工作，使用光瞳滤波技术压缩测量透镜(3)的焦深，提高定焦灵敏度。

4.差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量装置，包括光源(24)，其特征在于还包括：分光系统(2)、测量透镜(3)和差动共焦系统(21)、参考部分(9)；其中分光系统(2)、参考部分(9)放在光源(24)出射光线方向，测量透镜(3)和被测样品(7)放置在分光系统(2)的反射方向，差动共焦系统(21)放置在分光系统(2)反射方向的相反方向；测量光束由被测样品(7)的表面反射后返回光路、透过测量透镜(3)和分光系统(2)进入差动共焦系统(21)，并配合差动共焦系统(21)实现前焦点位置(5)与后焦点位置(6)的定焦。

5.根据权利要求4所述的差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量装置，其特征在于：所述参考部分(9)包括：沿光路依次放置的参考透镜(8)和参考反射镜(11)；差动共焦系统(21)包括：第一分光镜(20)、依次放置在第一分光镜(20)反射和透射方向的第一聚焦镜(16)、第二聚焦镜(19)，分别放置在第一聚焦镜(16)、第二聚焦镜(19)焦后和焦前的第一针孔(15)、第二针孔(18)以及第一针孔(15)后的第一探测器(14)、第二针孔(19)后的第二探测器(18)。

6.根据权利要求4所述的差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量装置，其特征在于：还可以包括位移控制系统(22)，用于控制和测量测量透镜(3)和参考部分(9)的运动和位移。

7.根据权利要求4所述的差动共焦-低相干干涉折射率与几何厚度测量装置，其特征在于：还可以包括焦深压缩光学系统(1)，用于减小测量透镜(3)的焦深，提高系统的定焦灵敏度。

8.根据权利要求4所述的差动共焦-低相干干涉组合折射率与几何厚度测量装置，其特征在于：还可以包括调制控制系统(23)，用于控制光源(24)与差动共焦系统(21)进行调制与滤波，抑制环境干扰对测量精度的影响。

9.根据权利要求4所述的差动共焦-低相干干涉组合折射率与几何厚度测量装置，其特征在于：还可以包括位移控制系统(22)、焦深压缩光学系统(1)和调制控制系统(23)，以提升系统的性能。

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