CN114964157A - 倾角测量探头及测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种倾角测量探头及测量装置。所述倾角测量探头包括：透镜阵列，所述透镜阵列包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜与所述第二透镜在第一方向上对齐，所述第二透镜与所述第三透镜在第二方向上对齐，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向；以及偏振片阵列，所述偏振片阵列包括第一偏振片、第二偏振片及第三偏振片，所述第一偏振片对应所述第一透镜设置，所述第二偏振片对应所述第二透镜设置，所述第三偏振片对应所述第三透镜设置，且所述第二偏振片为45°线偏振片，所述第一偏振片及所述第三偏振片中一者为0°线偏振片，另一者为90°线偏振片。本申请提供的倾角测量探头能够提高倾角测量的精度。

Description

倾角测量探头及测量装置

技术领域

本申请涉及测量距离及测量水准领域，具体涉及一种倾角测量探头及测量装置。

背景技术

随着科技的发展，精密测量的需求越来越多，在精密测量的过程中常常需要进行倾角测量，但由于倾角测量所需装置繁多，容易产生误差，导致倾角测量的精度不高。

发明内容

第一方面，本申请实施方式提供了一种倾角测量探头，所述倾角测量探头包括：

透镜阵列，所述透镜阵列包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜与所述第二透镜在第一方向上对齐，所述第二透镜与所述第三透镜在第二方向上对齐，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向；以及

偏振片阵列，所述偏振片阵列包括第一偏振片、第二偏振片及第三偏振片，所述第一偏振片对应所述第一透镜设置，所述第二偏振片对应所述第二透镜设置，所述第三偏振片对应所述第三透镜设置，且所述第二偏振片为45°线偏振片，所述第一偏振片及所述第三偏振片中一者为0°线偏振片，另一者为90°线偏振片；

所述透镜阵列与所述偏振片阵列配合将平行的第一光束转换为会聚的多束光束，并分别聚焦至待测物面，然后经由所述透镜阵列与所述偏振片阵列再分别接收被所述待测物面沿原光路反射或后向散射的多束光束，其中，所述偏振片阵列允许与偏振片相匹配的线偏振光束通过。

其中，所述第一偏振片所在平面与所述第一透镜所在平面平行；所述第二偏振片所在平面与所述第二透镜所在平面平行；所述第三偏振片所在平面与所述第三透镜所在平面平行。

其中，所述第一偏振片、所述第二偏振片及所述第三偏振片设置在所述透镜阵列的同侧或不同侧。

其中，所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜的尺寸相同；所述第一偏振片、所述第二偏振片及所述第三偏振片的尺寸相同。

其中，所述倾角测量探头还包括：

光纤插芯，所述光纤插芯用于连接并固定保偏光纤；

准直镜，所述准直镜的前焦点与光束入射预设点位位置重合，且所述准直镜所在平面与透镜阵列所在平面平行，所述准直镜用于将所述保偏光纤输出的光束准直为平行的第一光束，所述准直镜还用于将从待测物面返回的光束会聚至所述光束入射预设点位；以及

密封外壳，所述密封外壳用于收容所述透镜阵列、所述偏振片阵列、所述光纤插芯及所述准直镜。

其中，所述倾角测量探头还包括：

三个遮光套筒，所述三个遮光套筒分别对应所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜设置。

第二方面，本申请实施方式还提供了一种测量装置，所述测量装置包括：

如第一方面所述的倾角测量探头；以及

谱干涉测量仪，所述谱干涉测量仪与所述倾角测量探头连接，所述谱干涉测量仪发射光束至所述倾角测量探头，并接收从所述倾角测量探头返回的光束，以用于光程差测量。

其中，所述谱干涉测量仪包括：

宽谱光源，所述宽谱光源用于输出宽谱低相干光束；

起偏器，所述起偏器用于将所述宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束；

光耦合器，用于将0°和90°线偏振的光束耦合至倾角测量探头，并用于将从所述倾角测量探头依次返回的光束耦合至光谱仪；

光谱仪，所述光谱仪连接于所述光耦合器，所述光谱仪用于接收从所述倾角测量探头依次返回的线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱；以及

数据处理机，所述数据处理机电连接于所述起偏器，以控制所述起偏器按时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述光谱仪，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

其中，所述谱干涉测量仪包括：

宽谱光源，所述宽谱光源用于输出宽谱低相干光束；

光耦合器，用于将所述宽谱光源输出的宽谱低相干光束耦合至倾角测量探头，并用于将从所述倾角测量探头返回的光束耦合至检偏器；

检偏器，所述检偏器连接于所述光耦合器，按时间顺序分别允许从所述倾角测量探头返回的线偏振光束中0°和90°线偏振的光束依次通过；

光谱仪，所述光谱仪连接于所述检偏器，以接收依次通过所述检偏器的0°和90°线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱；以及

数据处理机，所述数据处理机电连接于所述检偏器，以控制所述检偏器按时间顺序依次传输0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述光谱仪，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

其中，所述谱干涉测量仪包括：

宽谱光源，所述宽谱光源用于输出宽谱低相干光束；

起偏器，所述起偏器用于将所述宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束；

光耦合器，用于将0°和90°线偏振的光束耦合至倾角测量探头，并用于将从所述倾角测量探头依次返回的光束耦合至检偏器；

检偏器，所述检偏器连接于所述光耦合器，按时间顺序分别允许从所述倾角测量探头依次返回的线偏振光束中0°和90°线偏振光通过；

光谱仪，所述光谱仪连接于所述检偏器，以接收依次通过所述检偏器的0°和90°线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱；以及

数据处理机，所述数据处理机电连接于所述起偏器，以控制所述起偏器按时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述检偏器，以控制所述检偏器与所述起偏器同步按时间顺序依次传输0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述光谱仪，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

本申请提供了一种倾角测量探头，所述倾角测量探头包括透镜阵列及偏振片阵列，所述透镜阵列包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜与所述第二透镜在第一方向上对齐，所述第二透镜与所述第三透镜在第二方向上对齐，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述偏振片阵列包括第一偏振片、第二偏振片及第三偏振片，所述第一偏振片对应所述第一透镜设置，所述第二偏振片对应所述第二透镜设置，所述第三偏振片对应所述第三透镜设置，所述第二偏振片为45°线偏振片，所述第一偏振片及所述第三偏振片中一者为0°线偏振片，另一者为90°线偏振片。所述倾角测量探头内含器件少，可以避免产生光轴漂移，从而减少测量误差。此外，所述倾角测量探头不含电磁器件，因此所述倾角测量探头可以避免电磁干扰测量结果，从而提高测量精度。因此，本申请提供的倾角测量探头能够提高倾角测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施方式提供的倾角测量探头的结构示意图。

图2为图1实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列的结构示意图。

图3为图1实施方式提供的倾角测量探头中偏振片阵列的结构示意图。

图4为图1实施方式提供的倾角测量探头测量待测物面的第一倾斜角度的示意图。

图5为图1实施方式提供的倾角测量探头测量待测物面的第二倾斜角度的示意图。

图6为图1实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在一实施方式中第一视角的示意图。

图7为图6实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在第二视角的示意图。

图8为图1实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在另一实施方式中第一视角的示意图。

图9为图8实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在第二视角的示意图。

图10为本申请又一实施方式提供的倾角测量探头的结构示意图。

图11为本申请又一实施方式提供的倾角测量探头的结构示意图。

图12为图11实施方式提供的倾角测量探头在另一视角下的结构示意图。

图13为本申请一实施方式提供的测量装置的结构示意图。

图14为图13实施方式提供的测量装置中谱干涉测量仪一实施方式的连接框图。

图15为图14实施方式提供的测量装置进行测量的工作过程示意图。

图16为图13实施方式提供的测量装置中谱干涉测量仪另一实施方式的连接框图。

图17为图16实施方式提供的测量装置进行测量的工作过程示意图。

图18为图13实施方式提供的测量装置中谱干涉测量仪又一实施方式的连接框图。

图19为图18实施方式提供的测量装置进行测量的工作过程示意图。

附图标号：测量装置1；倾角测量探头10；谱干涉测量仪20；光纤30；透镜阵列110；偏振片阵列120；光纤插芯130；准直镜140；密封外壳150；遮光套筒160；宽谱光源210；起偏器220；光耦合器230；检偏器240；光谱仪250；数据处理机260；第一透镜111；第二透镜112；第三透镜113；第一偏振片121；第二偏振片122；第三偏振片123；光纤环形器231；第一接口2311；第二接口2312；第三接口2313；第一光束L1；第二光束L2；第三光束L3；第四光束L4；第五光束L5；第六光束L6；第七光束L7；第八光束L8；第九光束L9；待测物面W1；第一方向D1；第二方向D2。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施方式提供了一种倾角测量探头10。请一并参照图1、图2、图3、图4及图5，图1为本申请一实施方式提供的倾角测量探头的结构示意图；图2为图1实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列的结构示意图；图3为图1实施方式提供的倾角测量探头中偏振片阵列的结构示意图；图4为图1实施方式提供的倾角测量探头测量待测物面的第一倾斜角度的示意图；图5为图1实施方式提供的倾角测量探头测量待测物面的第二倾斜角度的示意图。在本实施方式中，所述倾角测量探头10包括透镜阵列110及偏振片阵列120。所述透镜阵列110包括第一透镜111、第二透镜112及第三透镜113。所述第一透镜111与所述第二透镜112在第一方向D1上对齐。所述第二透镜112与所述第三透镜113在第二方向D2上对齐。其中，所述第二方向D2垂直于所述第一方向D1。所述偏振片阵列120包括第一偏振片121、第二偏振片122及第三偏振片123。所述第一偏振片121对应所述第一透镜111设置。所述第二偏振片122对应所述第二透镜112设置。所述第三偏振片123对应所述第三透镜113设置。所述第二偏振片122为45°线偏振片。所述第一偏振片121及所述第三偏振片123中一者为0°线偏振片，另一者为90°线偏振片。所述透镜阵列110与所述偏振片阵列120配合将平行的第一光束L1转换为会聚的多束光束，并分别聚焦至待测物面W1，然后经由所述透镜阵列110与所述偏振片阵列120再分别接收被所述待测物面W1沿原光路反射或后向散射的多束光束。其中，所述偏振片阵列120允许与偏振片相匹配的线偏振光束通过。

在本实施方式中，所述倾角测量探头10用于倾角光学测量，具体地，所述倾角测量探头10用于测量待测物面W1的倾角。

在本实施方式中，所述第一透镜111与所述第二透镜112在第一方向D1上对齐。所述第二透镜112与所述第三透镜113在第二方向D2上对齐。其中，所述第二方向D2垂直于所述第一方向D1。具体地，在本实施方式中，以所述第一方向D1为水平方向，所述第二方向D2为竖直方向为例进行示意性说明。

在本实施方式中，所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113共面，即，所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113在与所述第一光束L1入射至所述透镜阵列110的方向垂直的方向上的剖面共面。使得所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113在相同的位置透过所述第一光束L1，有利于减小所述倾角测量探头10的测量误差。此外，在本实施方式中，所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113的光学性能相同、口径相同及焦距相同。其中，所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113具有较长的焦深，可以减小测量误差。

在本实施方式中，所述第一偏振片121对应所述第一透镜111设置。所述第二偏振片122对应所述第二透镜112设置。所述第三偏振片123对应所述第三透镜113设置。所述第二偏振片122为45°线偏振片，可部分透射0°和90°偏振的光束。所述第一偏振片121及所述第三偏振片123中一者为0°线偏振片，另一者为90°线偏振片。在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°线偏振片，所述第三偏振片123为90°线偏振片进行示意性说明。所述第一偏振片121仅可透射0°线偏振的光束。所述第三偏振片123仅可透射90°线偏振的光束。

在本实施方式中，所述透镜阵列110与所述偏振片阵列120配合将平行的第一光束L1转换为会聚的多束光束，并分别聚焦至待测物面W1，然后经由所述透镜阵列110与所述偏振片阵列120再分别接收被所述待测物面W1沿原光路反射或后向散射的多束光束。其中，所述偏振片阵列120允许与偏振片相匹配的线偏振光束通过。具体地，所述第一透镜111、所述第二透镜112、所述第一偏振片121及所述第二偏振片122配合以将平行的第一光束L1分成会聚的两束第二光束L2出射。其中，通过所述第一透镜111出射的一束所述第二光束L2为0°线偏振光，通过所述第二透镜112出射的一束所述第二光束L2为45°线偏振光。所述第一透镜111、所述第二透镜112、所述第一偏振片121及所述第二偏振片122还用于接收所述两束第二光束L2在所述待测物面W1反射或后向散射的发散的两束第三光束L3，并合成平行的第六光束L6传输至谱干涉测量仪20，以使得所述谱干涉测量仪20根据所述第六光束L6计算所述待测物面W1的第一倾斜角度。其中，所述第六光束L6为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。其中，0°线偏振光为通过所述第一透镜111及所述第一偏振片121入射的线偏振光，45°线偏振光为通过所述第二透镜112及所述第二偏振片122入射的线偏振光。所述第二透镜112、所述第三透镜113、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123配合以将90°线偏振的平行的第一光束L1分成会聚的两束第四光束L4出射。其中，通过所述第二透镜112出射的一束所述第四光束L4为45°线偏振光，通过所述第三透镜113出射的一束所述第四光束L4为90°线偏振光。所述第二透镜112、所述第三透镜113、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123还用于接收所述两束第四光束L4在所述待测物面W1反射或后向散射的发散的两束第五光束L5，并合成平行的第七光束L7传输至谱干涉测量仪20，以使得所述谱干涉测量仪20根据所述第七光束L7计算所述待测物面W1的第二倾斜角度。其中，所述第七光束L7为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。其中，90°线偏振光为通过所述第三透镜113及所述第三偏振片123入射的线偏振光，45°线偏振光为通过所述第二透镜112及所述第二偏振片122入射的线偏振光。

具体地，请参照图4及图5，在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°线偏振，所述第三偏振片123为90°线偏振进行示意性说明。在本实施方式中(请参见图4)，经由所述第一透镜111及所述第一偏振片121出射的所述第二光束L2在所述待测物面W1反射或后向散射的所述第三光束L3传输至所述第一透镜111的距离，与经由所述第二透镜112及所述第二偏振片122出射的所述第二光束L2在所述待测物面W1反射或后向散射的所述第三光束L3传输至所述第二透镜112的距离之间的差为第一光程差Δz1。所述第一透镜111的中心与所述第二透镜112的中心在所述第一方向D1上的距离为Δx1。因此，所述待测物面W1的第一倾斜角度α1＝arctan(Δx1/Δz1)。在本实施方式中(请参见图5)，经由所述第二透镜112及所述第二偏振片122出射的所述第四光束L4在所述待测物面W1反射或后向散射的所述第五光束L5传输至所述第二透镜112的距离，与经由所述第三透镜113及所述第三偏振片123出射的所述第四光束L4在所述待测物面W1反射或后向散射的所述第五光束L5传输至所述第三透镜113的距离之间的差为第二光程差Δz2。所述第二透镜112的中心与所述第三透镜113的中心在所述第二方向D2上的距离为Δx2。因此，所述待测物面W1的第二倾斜角度α2＝arctan(Δx2/Δz2)。

本申请提供了一种倾角测量探头10，所述倾角测量探头10包括透镜阵列110及偏振片阵列120，所述透镜阵列110包括第一透镜111、第二透镜112及第三透镜113，所述第一透镜111与所述第二透镜112在第一方向D1上对齐，所述第二透镜112与所述第三透镜113在第二方向D2上对齐，其中，所述第二方向D2垂直于所述第一方向D1，所述偏振片阵列120包括第一偏振片121、第二偏振片122及第三偏振片123，所述第一偏振片121对应所述第一透镜111设置，所述第二偏振片122对应所述第二透镜112设置，所述第三偏振片123对应所述第三透镜113设置，所述第二偏振片122为45°线偏振片，所述第一偏振片121及所述第三偏振片123中一者为0°线偏振片，另一者为90°线偏振片。所述倾角测量探头10内含器件少，可以避免产生光轴漂移，从而减少测量误差。此外，所述倾角测量探头10不含电磁器件，因此所述倾角测量探头10可以避免电磁干扰测量结果，从而提高测量精度。因此，本申请提供的倾角测量探头10能够提高倾角测量的精度。

请参照图6及图7，图6为图1实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在一实施方式中第一视角的示意图；图7为图6实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在第二视角的示意图。在本实施方式中，所述第一偏振片121所在平面与所述第一透镜111所在平面平行。所述第二偏振片122所在平面与所述第二透镜112所在平面平行。所述第三偏振片123所在平面与所述第三透镜113所在平面平行。

在本实施方式中所述第一偏振片121所在平面与所述第一透镜111所在平面平行，使得所述第一光束L1在透过所述第一偏振片121与所述第一透镜111时，所述第一光束L1的传输方向不会发生变化。所述第二偏振片122所在平面与所述第二透镜112所在平面平行，使得所述第一光束L1在透过所述第二偏振片122与所述第二透镜112时，所述第一光束L1的传输方向不会发生变化。所述第三偏振片123所在平面与所述第三透镜113所在平面平行，使得所述第一光束L1在透过所述第三偏振片123与所述第三透镜113时，所述第一光束L1的传输方向不会发生变化。因此，所述第一偏振片121所在平面与所述第一透镜111所在平面平行，所述第二偏振片122所在平面与所述第二透镜112所在平面平行，且所述第三偏振片123所在平面与所述第三透镜113所在平面平行，有利于避免所述第一光束L1在透过所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120时发生光轴偏转，从而减小了所述倾角测量探头10的测量误差。

请一并参照图6、图7、图8及图9，图8为图1实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在另一实施方式中第一视角的示意图；图9为图8实施方式提供的倾角测量探头中透镜阵列与偏振片阵列在第二视角的示意图。在本实施方式中，所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123设置在所述透镜阵列110的同侧或不同侧。

在本实施方式中，所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123设置在所述透镜阵列110的同侧或不同侧。具体地，在一实施方式中(请参见图6及图7)，所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123设置在所述透镜阵列110的同侧。在另一实施方式中(请参照图8及图9)，所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123设置在所述透镜阵列110的不同侧。需要说明的是，图8及图9仅作为所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123设置在所述透镜阵列110的不同侧进行示意性说明，并未对本实施方式中所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123的设置进行限定。

在本实施方式中，所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123设置在所述透镜阵列110的同侧时，所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123可集成一体式结构，有利于所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123与所述透镜阵列110的安装及拆卸，从而有利于所述偏振片阵列120或透镜阵列110的维护及更换。

请再次参照图6及图7，在本实施方式中，所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113的尺寸相同。所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123的尺寸相同。

在本实施方式中，所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113的尺寸相同，且外径均为d1，有利于所述第一光束L1在透过所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113时传播路径的稳定。所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113在与所述第一光束L1入射至所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113的方向垂直的方向上的截面形状可以但不限于为圆形、矩形或多边形等。

在本实施方式中，所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123的尺寸相同，且外径均为d2，有利于所述第一光束L1在透过所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123时传播路径的稳定。所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123在与所述第一光束L1入射至所述第一偏振片121、所述第二偏振片122及所述第三偏振片123的方向垂直的方向上的截面形状可以但不限于为圆形、矩形或多边形等。

此外，在本实施方式中(请参照图1)，由于所述透镜阵列及所述偏振片阵列尺寸可以设计的很小，使得所述倾角测量探头10的尺寸可以设计得较小，例如所述倾角测量探头10的外径d0可以但不限于为100μm或2mm等，以使得所述倾角测量探头10可以应用于较为狭窄的空间进行倾角测量。需要说明的是，本实施方式并未对所述倾角测量探头10的尺寸进行限定，所述倾角测量探头10的尺寸设计依据具体的测量环境而定，且所述倾角测量探头10的尺寸并不限于为小尺寸，也可设计为较大尺寸，例如所述倾角测量探头10的外径d0可以但不限于10mm、20mm或30mm等。

请参照图10，图10为本申请又一实施方式提供的倾角测量探头的结构示意图。在本实施方式中，所述倾角测量探头10还包括光纤插芯130、准直镜140及密封外壳150。所述准直镜140用于将第一光束L1准直后输出至所述偏振片阵列120及所述透镜阵列110。所述光纤插芯130用于连接并固定保偏光纤30。所述准直镜140的前焦点与光束入射预设点位位置重合，且所述准直镜140所在平面与透镜阵列110所在平面平行，所述准直镜140用于将所述保偏光纤30输出的光束准直为平行的第一光束L1，所述准直镜140还用于将从待测物面返回的光束会聚至所述光束入射预设点位。所述密封外壳150用于收容所述透镜阵列110、所述偏振片阵列120、所述光纤插芯130及所述准直镜140。

在本实施方式中，所述准直镜140所在平面与所述第一透镜111所在平面平行。所述准直镜140用于将保偏光纤30输出的光束准直为平行的第一光束L1。具体地，所述准直镜140将光束由较大的发散角转换为较小的发散角并出射，以提高所述第一光束L1的光束间的平行度，从而使得所述第一光束L1能够垂直入射至所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120。

此外，所述透镜阵列110设置于所述准直镜140准直光束的束腰附近，以使得所述准直镜140准直的所述第一光束L1在入射至所述透镜阵列110时能够保持更好的平行度。

此外，在本实施方式中，所述准直镜140还用于将经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120接收的平行的所述第六光束L6及平行的所述第七光束L7分别会聚为第八光束L8及第九光束L9并耦合至保偏光纤30，以使得所述保偏光纤30将所述第八光束L8及所述第九光束L9传输至谱干涉测量仪20，以使得所述谱干涉测量仪20根据所述第八光束L8计算所述待测物面W1的第一倾斜角度，根据所述第九光束L9计算所述待测物面W1的第二倾斜角度。在本实施方式中，所述密封外壳150可以但不限于为一体式或分体式。在一实施方式中，所述密封外壳150整体收容所述透镜阵列110、所述偏振片阵列120、所述光纤插芯130及所述准直镜140。在另一实施方式中，所述密封外壳150为分体式结构，所述密封外壳150通过多个子密封外壳150分别收容所述透镜阵列110、所述偏振片阵列120、所述光纤插芯130及所述准直镜140中的一个或多个，再将所述多个子密封外壳150组装起来以形成所述倾角测量探头10。使得所述透镜阵列110、所述偏振片阵列120及所述准直镜140可以进行多种规格的配置，以使得所述倾角测量探头10应用环境的多样化。

在本实施方式中，所述倾角测量探头10通过所述光纤插芯130连接保偏光纤30。具体地，所述准直镜140的前焦点与光束入射预设点位位置重合。其中，所述光束入射预设点位是经由所述保偏光纤30入射光束进入所述倾角测量探头10的入射点，也是经由所述倾角测量探头10接收的光束进入保偏光纤30的入射点。

请参照图11及图12，图11为本申请又一实施方式提供的倾角测量探头的结构示意图；

图12为图11实施方式提供的倾角测量探头在另一视角下的结构示意图。在本实施方式中，所述倾角测量探头10还包括三个遮光套筒160。所述三个遮光套筒160分别对应所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113设置。

在本实施方式中，所述三个遮光套筒160分别对应所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113设置。所述遮光套筒160在朝向所述待测物面W1的方向上具有开口，使得光束能够经由所述开口出射至所述待测物面W1。所述遮光套筒160能够防止经由所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113中任意一个出射的光束在所述物面W1上反射或后向散射的光束进入邻近设置的其它透镜。此外，所述遮光套筒160在所述透镜阵列110指向所述遮光套筒160的方向上的尺寸小于所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113的焦距。

本申请实施方式还提供了一种测量装置1。请参照图13，图13为本申请一实施方式提供的测量装置的结构示意图。在本实施方式中，所述测量装置1包括谱干涉测量仪20及如前述任意一实施方式所述的倾角测量探头10。所述谱干涉测量仪20与所述倾角测量探头10连接，所述谱干涉测量仪20发射光束至所述倾角测量探头10，并接收从所述倾角测量10探头返回的光束，以用于光程差测量。

在本实施方式中，所述测量装置1用于倾角光学测量，具体地，所述倾角测量探头10用于测量待测物面W1的倾角。

在本实施方式中，当所述倾角测量探头10包括所述光纤插芯130及所述准直镜140时，所述测量装置1还包括保偏光纤30，所述谱干涉测量仪20通过所述保偏光纤30与所述倾角测量探头10连接。所述保偏光纤30的长度可以设计为任意长度，因此所述测量装置1的测量长度不受限，可应用于较长距离的测量场景。此外，在本实施方式中，所述保偏光纤30相比于普通光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量。

本申请提供的测量装置1基于所述倾角测量探头10进行倾角测量，所述倾角测量探头10内含器件少，可以避免产生光轴漂移，从而减少测量误差。此外，所述倾角测量探头10不含电磁器件，因此所述倾角测量探头10可以避免电磁干扰测量结果，从而提高所述测量装置1的测量精度。此外，所述保偏光纤30可调节多种长度，因此所述测量装置1的测量距离不受限。因此，本申请提供的测量装置1能够提高倾角测量精度。

请参照图14及图15，图14为图13实施方式提供的测量装置中谱干涉测量仪一实施方式的连接框图；图15为图14实施方式提供的测量装置进行测量的工作过程示意图。在本实施方式中，所述谱干涉测量仪20包括宽谱光源210、起偏器220、光耦合器230、光谱仪250以及数据处理机260。所述宽谱光源210用于输出宽谱低相干光束。所述起偏器220用于将所述宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束。所述光耦合器230用于将0°和90°线偏振的光束耦合至倾角测量探头10，并用于将从所述倾角测量探头10依次返回的光束耦合至光谱仪250。所述光谱仪250连接于所述光耦合器230，所述光谱仪用于接收从所述倾角测量探头10依次返回的线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱。所述数据处理机260电连接于所述起偏器220，以控制所述起偏器220按时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束。所述数据处理机260还电连接于所述光谱仪250，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

在本实施方式中，当所述倾角测量探头10不包括所述光纤插芯130及所述准直镜140时，所述宽谱光源210输出平行的第一光束L1。所述起偏器220的一端连接于所述宽谱光源210，以将所述宽谱光源210输出的宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的所述第一光束L1。所述起偏器220的另一端连接于所述光耦合器230，以将0°和90°线偏振的所述第一光束L1按照时间顺序依次传输至所述光耦合器230。所述光耦合器230起到导向的作用。一方面，所述光耦合器230将0°和90°线偏振的所述第一光束L1耦合至所述倾角测量探头10并经由所述倾角测量探头10出射。另一方面，所述光耦合器230还用于将经由所述倾角测量探头10接收的所述第六光束L6及所述第七光束L7耦合至所述光谱仪250，以进行功率谱测量，从而得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱。所述数据处理机260电连接于所述起偏器220，以控制所述起偏器220按照时间顺序依次产生0°和90°线偏振的第一光束L1。具体地，所述数据处理机260与所述起偏器220通过时间同步控制线连接，因此，所述数据处理机260能够控制所述起偏器220先后产生0°和90°线偏振的第一光束L1，或者，控制所述起偏器220先后产生90°和0°线偏振的第一光束L1。因此，所述数据处理机260通过接收时间顺序可以区分所述第六光束L6及所述第七光束L7。具体地，在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°偏振片，所述第三偏振片123为90°偏振片进行示意性说明。0°线偏振的平行的第一光束L1经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120分束成会聚的两束第二光束L2出射。发散的所述两束第三光束L3经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120入射并合成平行的第六光束L6。其中，所述第六光束L6为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。其中，0°线偏振光为通过所述第一透镜111及所述第一偏振片121入射的线偏振光，45°线偏振光为通过所述第二透镜112及所述第二偏振片122入射的线偏振光。90°线偏振的平行的第一光束L1经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120分束成会聚的两束第四光束L4并出射。发散的所述两束第五光束L5经由所述透镜阵列110入射并合成平行的第七光束L7。其中，所述第七光束L7为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。其中，90°线偏振光为通过所述第三透镜113及所述第三偏振片123入射的线偏振光，45°线偏振光为通过所述第二透镜112及所述第二偏振片122入射的线偏振光。所述数据处理机260还电连接于所述光谱仪250，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第一干涉功率谱计算出所述第一光程差。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第二干涉功率谱计算出所述第二光程差。所述数据处理机260结合所述第一光程差及所述第一偏振片121的几何中心与所述第二偏振片122的几何中心在所述第一方向D1上的距离可计算出所述待测物面W1的第一倾斜角度。所述数据处理机260结合所述第二光程差及所述第二偏振片122的几何中心与所述第三偏振片123的几何中心在所述第二方向D2上的距离可计算出所述待测物面W1的第二倾斜角度。

在本实施方式中，当所述倾角测量探头10包括所述光纤插芯130及所述准直镜140时，所述光耦合器230包括光纤环形器231，所述光纤环形器231具有周向间隔设置的第一接口2311、第二接口2312及第三接口2313。所述起偏器220的一端连接于所述宽谱光源210，以将所述宽谱光源210输出的宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束。所述起偏器220的另一端连接于所述光纤环形器231的第一接口2311，以将光束传输至所述光纤环形器231。所述光纤环形器231起到导向的作用。一方面，所述光纤环形器231将通过所述起偏器220的线偏振光束耦合至所述倾角测量探头10并经由所述倾角测量探头10出射。另一方面，所述光纤环形器231还用于将经由所述倾角测量探头10依次返回线偏振光束导向至所述光谱仪250。具体地，所述第一接口2311连接于所述起偏器220。所述第二接口2312通过所述保偏光纤30连接于所述倾角测量探头10。所述第三接口2313连接于所述光谱仪250。0°和90°线偏振的光束依次经由所述第一接口2311传输至所述第二接口2312。所述第八光束L8及所述第九光束L9依次经由所述第二接口2312传输至所述第三接口2313。所述光谱仪250连接于所述光纤环形器231的第三接口2313，分别接收所述第八光束L8及所述第九光束L9。所述光谱仪250通过对所述第八光束L8进行功率谱测量，以得到所述第八光束L8的第一干涉功率谱。所述光谱仪250通过对所述第九光束L9进行功率谱测量，以得到所述第九光束L9的第二干涉功率谱。所述数据处理机260电连接于所述起偏器220，以控制所述起偏器220按照时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束。具体地，所述数据处理机260与所述起偏器220通过时间同步控制线连接，因此，所述数据处理机260能够控制所述起偏器220先后产生0°和90°线偏振的光束，或者，控制所述起偏器220先后产生90°和0°线偏振的光束。因此，所述数据处理机260通过接收时间顺序可以区分所述第八光束L8及所述第九光束L9。具体地，在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°偏振片，所述第三偏振片123为90°偏振片进行示意性说明。0°线偏振的平行的第一光束L1经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120分束成会聚的两束第二光束L2并出射。发散的所述两束第三光束L3及所述偏振片阵列120入射并合成平行的第六光束L6。平行的所述第六光束L6经由所述准直镜140会聚成会聚的第八光束L8。其中，所述第八光束L8为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。其中，0°线偏振光为通过所述第一透镜111及所述第一偏振片121入射的线偏振光，45°线偏振光为通过所述第二透镜112及所述第二偏振片122入射的线偏振光。90°线偏振的第一光束L1经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120分束成两束第四光束L4并出射。所述两束第五光束L5经由所述透镜阵列110入射并合成平行的第七光束L7。平行的所述第七光束L7经由所述准直镜140会聚成会聚的第九光束L9。其中，所述第九光束L9为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。其中，90°线偏振光为通过所述第三透镜113及所述第三偏振片123入射的线偏振光，45°线偏振光为通过所述第二透镜112及所述第二偏振片122入射的线偏振光。所述数据处理机260还电连接于所述光谱仪250，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第一干涉功率谱计算出所述第一光程差。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第二干涉功率谱计算出所述第二光程差。所述数据处理机260结合所述第一光程差及所述第一偏振片121的几何中心与所述第二偏振片122的几何中心在所述第一方向D1上的距离可计算出所述待测物面W1的第一倾斜角度。所述数据处理机260结合所述第二光程差及所述第二偏振片122的几何中心与所述第三偏振片123的几何中心在所述第二方向D2上的距离可计算出所述待测物面W1的第二倾斜角度。

具体地，以所述倾角测量探头10包括所述光纤插芯130及所述准直镜140为例进行示意性说明。采用所述测量装置1进行测量的工作过程可以但不限于包括：S11、S12、S13、S14及S15。接下来对工作过程S11、S12、S13、S14及S15进行详细描述。

S11，利用基准面对倾角测量探头10进行校正。

在本实施方式中，利用基准面对所述倾角测量探头10进行校正，以使得所述倾角测量探头10的光轴垂直于所述基准面。其中，所述倾角测量探头10的光轴垂直于所述透镜阵列110，且穿过所述透镜阵列110的几何中心。

S12，平移所述倾角测量探头10，并使得所述透镜阵列110朝向待测物面W1设置。

在本实施方式中，平移所述倾角测量探头10，保持所述倾角测量探头10的光轴方向不变。此外，所述透镜阵列110朝向待测物面W1设置，使得所述待测物面W1位于所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113出射光束的束腰附近。

S13，通过谱干涉测量仪20中的数据处理机260控制起偏器220按时间顺序依次输出0°和90°线偏振的光束。

在本实施方式中，通过谱干涉测量仪20先后输出0°和90°线偏振的光束，或者先后输出90°和0°线偏振的光束。所述光束为低相干光，相对于完全相干光，低相干光只有当测量臂反射光与参考臂反射光等光程时才产生干涉峰值，具有很好的空间定位特性。因此可通过提取待测样品表面两个不同部位反向散射光(或表面反射光)的干涉信息，来确定待测样品的相关物理量，具有较高的灵敏度和精度，适用于非接触式无损测量。

S14，所述倾角测量探头10将0°线偏振的所述第一光束L1分成两束第二光束L2并出射，并接收所述两束第二光束L2照射至待测物面W1而反射或后向散射的两束第三光束L3，以将所述两束第三光束L3合成第六光束L6，并会聚成第八光束L8传输至所述谱干涉测量仪20，所述倾角测量探头10将90°线偏振的所述第一光束L1分成两束第四光束L4并出射，并接收所述两束第四光束L4照射至所述待测物面W1而反射或后向散射的两束第五光束L5，以将所述两束第五光束L5合成第七光束L7，并会聚成第九光束L9传输至所述谱干涉测量仪20。

在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°线偏振片，所述第三偏振片123为90°线偏振片进行示意性说明。0°线偏振的所述第一光束L1能通过所述第一偏振片121，且0°线偏振的所述第一光束L1中部分光束能够通过所述第二偏振片122，但0°线偏振的所述第一光束L1不能通过所述第三偏振片123。90°线偏振的所述第一光束L1能通过所述第二偏振片122，且90°线偏振的所述第一光束L1中部分光束能够通过所述第三偏振片123，但90°线偏振的所述第一光束L1不能通过所述第一偏振片121。且通过所述第一偏振片121及所述第二偏振片122配合所述透镜阵列110将所述两束第三光束L3入射并合成第六光束L6，所述两束第六光束L6经由所述准直镜140会聚为第八光束L8，所述第八光束L8为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。通过所述第二偏振片122及所述第三偏振片123配合所述透镜阵列110将所述两束第五光束L5入射并合成第七光束L7，所述第七光束L7经由所述准直镜140会聚为第九光束L9，所述第九光束L9为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。

S15，所述谱干涉测量仪20分别接收所述第八光束L8及所述第九光束L9，并根据所述第八光束L8计算所述待测物面W1的第一倾斜角度，根据所述第九光束L9计算所述待测物面W1的第二倾斜角度。

在本实施方式中，由于所述谱干涉测量仪20按照时间顺序依次输出0°和90°线偏振光束，因此所述谱干涉测量仪20接收所述第八光束L8及所述第九光束L9的时间顺序与输出0°和90°线偏振光束时间顺序相同。所述谱干涉测量仪20接收所述第八光束L8，用光谱仪250进行功率谱测量，用数据处理机260分析干涉功率谱计算出所述第八光束L8内部光程差，再结合所述第一偏振片121的几何中心与所述第二偏振片122的几何中心在所述第一方向D1上的距离计算出所述待测物面W1的第一倾斜角度。所述谱干涉测量仪20接收所述第九光束L9，用光谱仪250进行功率谱测量，用数据处理机260分析干涉功率谱计算出所述第九光束L9内部光程差，再结合所述第二偏振片122的几何中心与所述第三偏振片123的几何中心在所述第二方向D2上的距离计算出所述待测物面W1的第二倾斜角度。

请参照图16及图17，图16为图13实施方式提供的测量装置中谱干涉测量仪另一实施方式的连接框图；图17为图16实施方式提供的测量装置进行测量的工作过程示意图。在本实施方式中，所述谱干涉测量仪20包括宽谱光源210、光耦合器230、检偏器240、光谱仪250及数据处理机260。所述宽谱光源210用于输出宽谱低相干光束。光耦合器230用于将所述宽谱光源210输出的宽谱低相干光束耦合至倾角测量探头，并用于将从所述倾角测量探头10返回的光束耦合至检偏器240。所述检偏器240连接于所述光耦合器230，按时间顺序分别允许从所述倾角测量探头10返回的线偏振光束中0°和90°线偏振光束依次通过。所述光谱仪250连接于所述检偏器240，以接收依次通过所述检偏器240的0°和90°线偏振光束，并对分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱。所述数据处理机260电连接于所述检偏器240，以控制所述检偏器240按时间顺序依次传输0°和90°线偏振的光束。所述数据处理机260还电连接于所述光谱仪250，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

在本实施方式中，以所述倾角测量探头10包括所述光纤插芯130及所述准直镜140为例进行示意性说明。所述倾角测量探头10通过所述保偏光纤30与所述谱干涉测量仪20连接。所述光耦合器230包括所述光纤环形器231，所述光纤环形器231具有周向间隔设置的第一接口2311、第二接口2312及第三接口2313。

在本实施方式中，所述宽谱光源210用于输出光束，所述光束为宽谱低相干光束。所述光束中包含各个角度偏振的光束。以所述第一偏振片121为0°线偏振片，且所述第三偏振片123为90°线偏振片为例进行示意性说明。所述宽谱光源210输出的光束经由所述保偏光纤30输出至所述倾角测量探头10，并经由所述准直镜140准直为平行的所述第一光束L1，所述第一光束L1中仅有0°线偏振的光束能够透过所述第一偏振片121出射形成所述第二光束L2。所述第一光束L1中仅有90°线偏振的光束能够透过所述第三偏振片123出射形成所述第四光束L4。此外，所述第一光束L1中45°线偏振的光束能够透过所述第二偏振片122出射。具体地，经由所述第一偏振片121及所述第一透镜111出射的第二光束L2为0°线偏振光，经由所述第二偏振片122及所述第二透镜112出射的第二光束L2为45°线偏振光。经由所述第三偏振片123及所述第三透镜113出射的第四光束L4为90°线偏振光，经由所述第二偏振片122及所述第二透镜112出射的第四光束L4为45°线偏振光。

在本实施方式中，所述光耦合器230中的光纤环形器231起到导向的作用。一方面，所述光纤环形器231将所述宽谱光源210输出的光束导向所述倾角测量探头10并经由所述倾角测量探头10出射。另一方面，所述倾角测量探头10接收发散的所述两束第三光束L3及发散的所述两束第五光束L5，并转成平行的第六光束L6及平行的第七光束L7，平行的所述第六光束L6及平行的所述第七光束L7分别经由所述准直镜140会聚成会聚的第八光束L8及会聚的第九光束L9至所述保偏光纤30，并传输至所述光纤环形器231。所述光纤环形器231将所述第八光束L8及所述第九光束L9合束后导向所述检偏器240。

在本实施方式中，所述检偏器240连接于所述第三接口2313，按时间顺序依次允许0°线偏振光及90°线偏振光通过。以所述第一偏振片121为0°偏振片，所述第三偏振片123为90°偏振片进行示意性说明。当所述检偏器240允许0°线偏振光通过时，经由所述第一偏振片121入射的0°线偏振光可通过所述检偏器240，经由所述第二偏振片122入射的45°线偏振光中0°线偏振分量也可通过所述检偏器240，经由所述第三偏振片123入射的90°线偏振光不可通过所述检偏器240。当所述检偏器240允许90°线偏振光通过时，经由所述第三偏振片123入射的90°线偏振光可通过所述检偏器240，经由所述第二偏振片122入射的45°线偏振光中的90°线偏振分量也可通过所述检偏器240，经由所述第一偏振片121入射的0°线偏振光不可通过所述检偏器240。因此，通过所述检偏器240可按时间顺序区分经由所述第一偏振片121与所述第三偏振片123入射的线偏振光束，即，可按时间顺序区分经由所述第一偏振片121入射的一束第三光束L3与经由所述第三偏振片入射的一束第五光束L5。具体地，所述第八光束L8为所述第六光束L6经由所述准直镜140会聚而成，所述第六光束L6为所述两束第三光束L3经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120转换而成，所述两束第三光束L3为所述两束第二光束L2在所述待测物面W1反射或后向散射形成，且所述两束第二光束L2中一束为0°线偏振光束，另一束为45°线偏振光束。因此，所述第八光束L8为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加，其中，一部分为0°线偏振，另一部分为45°线偏振光束，且45°线偏振的部分包含由0°线偏振光和90°线偏振光矢量叠加而成。所述第九光束L9为所述第七光束L7经由所述准直镜140会聚而成，所述第七光束L7为所述两束第五光束L5经由所述透镜阵列110及所述偏振片阵列120分束而成，所述两束第五光束L5为所述两束第四光束L4在所述待测物面W1反射或后向散射形成，且所述两束第四光束L4中一束为90°线偏振光束，另一束为45°线偏振光束。因此，所述第九光束L9为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加，其中，一部分为90°线偏振，另一部分为45°线偏振光束，且45°线偏振的部分包含由0°线偏振光和90°线偏振光矢量叠加而成。

在本实施方式中，所述光谱仪250连接于所述检偏器240，分别接收依次通过所述检偏器240的0°和90°线偏振光束。所述光谱仪250通过对0°线偏振光束进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱。所述光谱仪250通过对90°线偏振光束进行功率谱测量，以得到第二干涉功率谱。

在本实施方式中，所述数据处理机260电连接于所述检偏器240，以控制所述检偏器按照时间顺序依次检测0°和90°线偏振的光束。具体地，所述数据处理机260与所述检偏器240通过时间同步控制线连接，因此，所述数据处理机260能够控制所述检偏器按时间顺序允许0°和90°线偏振光束先后依次通过，或者，控制所述检偏器240按时间顺序允许90°和0°线偏振光束先后依次通过，从而使得所述光谱仪250能够区分接收的0°线偏振光束及90°线偏振光束，即，所述光谱仪250能够区分第一干涉功率谱及第二干涉功率谱。

在本实施方式中，所述数据处理机260还电连接于所述光谱仪250，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第一干涉功率谱计算出所述第一光程差。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第二干涉功率谱计算出所述第二光程差。所述数据处理机260结合所述第一光程差及所述第一偏振片121的几何中心与所述第二偏振片122的几何中心在所述第一方向D1上的距离可计算出所述待测物面W1的第一倾斜角度。所述数据处理机260结合所述第二光程差及所述第二偏振片122的几何中心与所述第三偏振片123的几何中心在所述第二方向D2上的距离可计算出所述待测物面W1的第二倾斜角度。

具体地，采用所述测量装置1进行测量的工作过程可以但不限于包括：S21、S22、S23、S24及S25。接下来对工作过程S21、S22、S23、S24及S25进行详细描述。

S21，利用基准面对倾角测量探头10进行校正。

在本实施方式中，利用基准面对所述倾角测量探头10进行校正，以使得所述倾角测量探头10的光轴垂直于所述基准面。其中，所述倾角测量探头10的光轴垂直于所述透镜阵列110，且穿过所述透镜阵列110的几何中心。

S22，平移所述倾角测量探头10，并使得所述透镜阵列110朝向待测物面W1设置。

在本实施方式中，平移所述倾角测量探头10，保持所述倾角测量探头10的光轴方向不变。此外，所述透镜阵列110朝向待测物面W1设置，使得所述待测物面W1位于所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113出射光束的束腰附近。

S23，通过谱干涉测量仪20输出光束。

在本实施方式中，通过谱干涉测量仪20输出的光束为宽谱低相干光，具有各个角度偏振的光束。此外，相对于完全相干光，低相干光只有当测量臂反射光与参考臂反射光等光程时才产生干涉峰值，具有很好的空间定位特性。因此可通过提取待测样品表面两个不同部位反向散射光(或表面反射光)的干涉信息，来确定待测样品的相关物理量，具有较高的灵敏度和精度，适用于非接触式无损测量。

S24，所述倾角测量探头10出射两束第二光束L2，并接收所述两束第二光束L2照射至待测物面W1而反射或后向散射的两束第三光束L3，并将所述两束第三光束L3转换为第六光束L6，并会聚成第八光束L8，所述倾角测量探头10出射两束第四光束L4，并接收所述两束第四光束L4照射至所述待测物面W1而反射或后向散射的两束第五光束L5，并将所述两束第五光束L5转换为第七光束L7，并会聚成第九光束L9，所述第八光束L8与所述第九光束L9合束后传输至所述谱干涉测量仪20。

在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°线偏振片，所述第三偏振片123为90°线偏振片进行示意性说明。所述第一光束L1中通过所述第一偏振片121出射的一束第二光束L2为0°线偏振光，通过所述第二偏振片122出射的另一束第二光束L2为45°线偏振光。所述第一光束L1中通过所述第二偏振片122出射的一束第四光束L4为45°线偏振光，通过所述第三偏振片123出射的另一束第四光束L4为90°线偏振光。且通过所述第一偏振片121及所述第二偏振片122配合所述透镜阵列110将所述两束第三光束L3转换为第六光束L6，所述第六光束L6通过所述第一偏振片121入射的部分为0°线偏振，通过所述第二偏振片122入射的另外部分为45°线偏振，即，所述第八光束L8与所述第六光束L6均为0°线偏振光与45°线偏振光的矢量叠加。通过所述第二偏振片122及所述第三偏振片123配合所述透镜阵列110将所述两束第五光束L5转换为第七光束L7，所述第七光束L7通过所述第二偏振片122入射的部分为45°线偏振光，通过所述第三偏振片123入射的另外部分为90°线偏振光，即，所述第九光束L9与所述第七光束L7均为90°线偏振光与45°线偏振光的矢量叠加。需要说明的是，45°线偏振的第二光束L2与45°线偏振的第四光束L4同时通过所述第二偏振片122出射，因此，45°线偏振的第二光束L2等同于45°线偏振的第四光束L4。45°线偏振的第六光束L6与45°线偏振的第七光束L7同时通过所述第二偏振片122入射，因此，45°线偏振的第六光束L6等同于45°线偏振的第七光束L7。

S25，所述谱干涉测量仪20中的数据处理机260通过控制检偏器240按时间顺序依次接收0°线偏振光和90°线偏振光，并根据0°线偏振光计算所述待测物面W1的第一倾斜角度，根据90°线偏振光计算所述待测物面W1的第二倾斜角度。

在本实施方式中，所述谱干涉测量仪20通过所述数据处理机260控制所述检偏器240按时间顺序依次允许0°线偏振光和90°线偏振光通过，并用光谱仪250分别进行功率谱测量以分别得到0°线偏振光的第一干涉功率谱和90°线偏振光的第二干涉功率谱。用数据处理机260分析第一干涉功率谱计算出0°线偏振光内部之间的光程差，再结合所述第一偏振片121的几何中心与所述第二偏振片122的几何中心在所述第一方向D1上的距离计算出所述待测物面W1的第一倾斜角度。用数据处理机260分析第二干涉功率谱计算出90°线偏振光内部之间的光程差，再结合所述第二偏振片122的几何中心与所述第三偏振片123的几何中心在所述第二方向D2上的距离计算出所述待测物面W1的第二倾斜角度。

请参照图18及图19，图18为图13实施方式提供的测量装置中谱干涉测量仪又一实施方式的连接框图；图19为图18实施方式提供的测量装置进行测量的工作过程示意图。在本实施方式中，所述谱干涉测量仪20包括宽谱光源210、起偏器220、光耦合器230、检偏器240、光谱仪250及数据处理机260。所述宽谱光源210用于输出宽谱低相干光束。所述起偏器220用于将所述宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束。所述光耦合器230用于将0°和90°线偏振的光束耦合至倾角测量探头10，并用于将从所述倾角测量探头10依次返回的光束耦合至检偏器240。所述检偏器240连接于所述光耦合器230，按时间顺序分别允许从倾角测量探头10依次返回的0°和90°线偏振光束通过。所述光谱仪250连接于所述检偏器240，以接收从依次通过所述检偏器240的0°和90°线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱。所述数据处理机260电连接于所述起偏器220，以控制所述起偏器220按时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束。所述数据处理机260还电连接于所述检偏器240，以控制所述检偏器240与所述起偏器220同步按时间顺序依次传输0°和90°线偏振的光束。所述数据处理机260还电连接于所述光谱仪250，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

在本实施方式中，以所述倾角测量探头10包括所述光纤插芯130及所述准直镜140为例进行示意性说明。所述倾角测量探头10通过所述保偏光纤30与所述谱干涉测量仪20连接。所述光耦合器230包括所述光纤环形器231，所述光纤环形器231具有周向间隔设置的第一接口2311、第二接口2312及第三接口2313。

在本实施方式中，所述起偏器220的一端连接于所述宽谱光源210，以将所述宽谱光源210输出的宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束。所述起偏器220的另一端连接于所述光纤环形器231的第一接口2311，以将所述光束传输至所述光纤环形器231。

在本实施方式中，所述光纤环形器231起到导向的作用。一方面，所述光纤环形器231将所述光束导向所述倾角测量探头10并经由所述倾角测量探头10出射。另一方面，所述倾角测量探头10依次接收所述两束第三光束L3及所述两束第五光束L5，并依次转换为第六光束L6及第七光束L7，并分别依次会聚为第八光束L8及第九光束L9。所述光纤环形器231将从所述倾角测量探头10依次返回的所述第八光束L8及所述第九光束L9导向所述检偏器240。

在本实施方式中，所述检偏器240连接于所述第三接口2313，与所述起偏器220同步按时间顺序分别允许0°线偏振光及90°线偏振光分别通过，以区分0°线偏振光及90°线偏振光。具体地，所述第八光束L8与所述第九光束L9按时间顺序依次进入所述检偏器240。在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°偏振片，所述第三偏振片123为90°偏振片进行示意性说明。所述第一光束L1经由所述透镜阵列110分束成两束第二光束L2并出射。其中，经由所述第一偏振片121出射的一束第二光束L2为0°线偏振光，经由所述第二偏振片122出射的另一束第二光束L2为45°线偏振光。所述两束第三光束L3经由所述透镜阵列110转换为平行的第六光束L6并分别经由所述第一透镜111及所述第二透镜112入射。其中，所述第六光束L6为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。平行的所述第六光束L6经由所述准直镜140会聚为会聚的第八光束L8，因此，所述第八光束L8为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。所述第一光束L1经由所述透镜阵列110分束成两束第四光束L4并出射。其中，经由所述第三偏振片123出射的一束第四光束L4为90°线偏振光，经由所述第二偏振片122出射的另一束第四光束L4为45°线偏振光。所述两束第五光束L5经由所述透镜阵列110转换为平行的第七光束L7并分别经由所述第二透镜112及所述第三透镜113入射。其中，所述第七光束L7为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。平行的所述第七光束L7经由所述准直镜140会聚为会聚的第九光束L9，因此，所述第九光束L9为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。当所述检偏器240允许0°线偏振光通过时，仅有所述第八光束L8中具有0°线偏振的部分光束能够通过所述检偏器240传输至所述光谱仪250。当所述检偏器240允许90°线偏振光通过时，仅有所述第九光束L9中具有90°线偏振的部分光束能够通过所述检偏器240传输至所述光谱仪250。需要说明的是，在本实施方式中，所述起偏器220按照时间顺序依次将宽谱光源变成0°线偏振或90°线偏振的光束，相应的所述检偏器240按照与所述起偏器220相同的时间顺序分别允许0°与90°线偏振光依次通过，以区分所述第八光束L8中具有0°线偏振的部分光束及所述第九光束L9中具有90°线偏振的部分光束。同时采用起偏器220和检偏器240可以提高检测灵敏度，降低噪声并提高光能利用率。

在本实施方式中，所述光谱仪250连接于所述检偏器240，分别接收依次通过所述检偏器240的0°和90°线偏振光。所述光谱仪250通过对0°线偏振光进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱。所述光谱仪250通过对90°线偏振光进行功率谱测量，以得到第二干涉功率谱。

在本实施方式中，所述数据处理机260电连接于所述起偏器220，以控制所述起偏器220按照时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束。具体地，所述数据处理机260与所述起偏器220通过时间同步控制线连接，因此，所述数据处理机260能够控制所述起偏器220先后产生0°和90°线偏振的光束L1，或者，控制所述起偏器220先后产生90°和0°线偏振的光束。所述数据处理机260电连接于所述检偏器240，以控制所述检偏器按照时间顺序依次允许0°和90°线偏振光通过。具体地，所述数据处理机260与所述检偏器240通过时间同步控制线连接，因此，所述数据处理机260能够控制所述检偏器按时间顺序先后允许0°和90°线偏振光通过，或者，控制所述检偏器240按时间顺序先后允许90°和0°线偏振光通过，使得所述检偏器240对应所述起偏器220设置，即，检偏器240按照所述起偏器220产生线偏振角度的顺序进行允许对应线偏振角度的光通过，从而使得所述光谱仪250能够区分接收的所述第八光束L8中具有0°线偏振的部分光束及所述第九光束L9中具有90°线偏振的部分光束。

在本实施方式中，所述数据处理机260还电连接于所述光谱仪250，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第一干涉功率谱计算出所述第一光程差。所述数据处理机260通过傅里叶变换等方式可根据所述第二干涉功率谱计算出所述第二光程差。所述数据处理机260结合所述第一光程差及所述第一偏振片121的几何中心与所述第二偏振片122的几何中心在所述第一方向D1上的距离可计算出所述待测物面W1的第一倾斜角度。所述数据处理机260结合所述第二光程差及所述第二偏振片122的几何中心与所述第三偏振片123的几何中心在所述第二方向D2上的距离可计算出所述待测物面W1的第二倾斜角度。

具体地，采用所述测量装置1进行测量的工作过程可以但不限于包括：S31、S32、S33、S34及S35。接下来对工作过程S31、S32、S33、S34及S35进行详细描述。

S31，利用基准面对倾角测量探头10进行校正。

在本实施方式中，利用基准面对所述倾角测量探头10进行校正，以使得所述倾角测量探头10的光轴垂直于所述基准面。其中，所述倾角测量探头10的光轴垂直于所述透镜阵列110，且穿过所述透镜阵列110的几何中心。

S32，平移所述倾角测量探头10，并使得所述透镜阵列110朝向待测物面W1设置。

在本实施方式中，平移所述倾角测量探头10，保持所述倾角测量探头10的光轴方向不变。此外，所述透镜阵列110朝向待测物面W1设置，使得所述待测物面W1位于所述第一透镜111、所述第二透镜112及所述第三透镜113出射光束的束腰附近。

S33，通过谱干涉测量仪20中的数据处理机260控制起偏器220按时间顺序依次输出0°和90°线偏振的光束。

在本实施方式中，通过谱干涉测量仪20先后输出0°和90°线偏振的光束，或者先后输出90°和0°线偏振的光束。所述光束为低相干光。

S34，所述倾角测量探头10将0°线偏振的所述第一光束L1分成两束第二光束L2并出射，并接收所述两束第二光束L2照射至待测物面W1而反射或后向散射的两束第三光束L3，以将所述两束第三光束L3转换为第六光束L6，并会聚成第八光束L8传输至所述谱干涉测量仪20，所述倾角测量探头10将90°线偏振的所述第一光束L1分成两束第四光束L4并出射，并接收所述两束第四光束L4照射至所述待测物面W1而反射或后向散射的两束第五光束L5，以将所述两束第五光束L5转换为第七光束L7，并会聚成第九光束L9传输至所述谱干涉测量仪20。

在本实施方式中，以所述第一偏振片121为0°线偏振片，所述第三偏振片123为90°线偏振片进行示意性说明。0°线偏振的所述第一光束L1能通过所述第一偏振片121，且0°线偏振的所述第一光束L1中45°线偏振的部分光束能够通过所述第二偏振片122，但0°线偏振的所述第一光束L1不能通过所述第三偏振片123。90°线偏振的所述第一光束L1能通过所述第二偏振片122，且90°线偏振的所述第一光束L1中45°线偏振的部分光束能够通过所述第三偏振片123，但90°线偏振的所述第一光束L1不能通过所述第一偏振片121。且通过所述第一偏振片121及所述第二偏振片122配合所述透镜阵列110将所述两束第三光束L3入射并合成第六光束L6，所述两束第六光束L6经由所述准直镜140会聚为第八光束L8，所述第八光束L8为0°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。通过所述第二偏振片122及所述第三偏振片123配合所述透镜阵列110将所述两束第五光束L5入射并合成第七光束L7，所述第七光束L7经由所述准直镜140会聚为第九光束L9，所述第九光束L9为90°线偏振光和45°线偏振光的矢量叠加。

S35，所述谱干涉测量仪20中的数据处理机260通过控制检偏器240按照时间顺序依次接收0°线偏振光和90°线偏振光，并根据0°线偏振光计算所述待测物面W1的第一倾斜角度，根据90°线偏振光计算所述待测物面W1的第二倾斜角度。

在本实施方式中，所述谱干涉测量仪20通过所述数据处理机260控制所述检偏器240按时间顺序依次允许0°线偏振光和90°线偏振光通过。所述光谱仪250接收所述第八光束L8中具有0°线偏振的部分光束，并进行功率谱测量得到第一干涉功率谱，用数据处理机260分析所述第一干涉功率谱计算出所述第八光束L8中具有0°线偏振的部分光束内部的光程差，再结合所述第一偏振片121的几何中心与所述第二偏振片122的几何中心在所述第一方向D1上的距离计算出所述待测物面W1的第一倾斜角度。所述光谱仪250接收所述第九光束L9中具有90°线偏振的部分光束，并进行功率谱测量得到第二干涉功率谱，用数据处理机260分析所述第二干涉功率谱计算出所述第九光束L9中具有90°线偏振的部分光束内部的光程差，再结合所述第二偏振片122的几何中心与所述第三偏振片123的几何中心在所述第二方向D2上的距离计算出所述待测物面W1的第二倾斜角度。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种倾角测量探头，其特征在于，所述倾角测量探头包括：

透镜阵列，所述透镜阵列包括第一透镜、第二透镜及第三透镜，所述第一透镜与所述第二透镜在第一方向上对齐，所述第二透镜与所述第三透镜在第二方向上对齐，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向；以及

偏振片阵列，所述偏振片阵列包括第一偏振片、第二偏振片及第三偏振片，所述第一偏振片对应所述第一透镜设置，所述第二偏振片对应所述第二透镜设置，所述第三偏振片对应所述第三透镜设置，且所述第二偏振片为45°线偏振片，所述第一偏振片及所述第三偏振片中一者为0°线偏振片，另一者为90°线偏振片；

所述透镜阵列与所述偏振片阵列配合将平行的第一光束转换为会聚的多束光束，并分别聚焦至待测物面，然后经由所述透镜阵列与所述偏振片阵列再分别接收被所述待测物面沿原光路反射或后向散射的多束光束，其中，所述偏振片阵列允许与偏振片相匹配的线偏振光束通过。

2.如权利要求1所述的倾角测量探头，其特征在于，所述第一偏振片所在平面与所述第一透镜所在平面平行；所述第二偏振片所在平面与所述第二透镜所在平面平行；所述第三偏振片所在平面与所述第三透镜所在平面平行。

3.如权利要求2所述的倾角测量探头，其特征在于，所述第一偏振片、所述第二偏振片及所述第三偏振片设置在所述透镜阵列的同侧或不同侧。

4.如权利要求2所述的倾角测量探头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜的尺寸相同；所述第一偏振片、所述第二偏振片及所述第三偏振片的尺寸相同。

5.如权利要求2所述的倾角测量探头，其特征在于，所述倾角测量探头还包括：

光纤插芯，所述光纤插芯用于连接并固定保偏光纤；

准直镜，所述准直镜的前焦点与光束入射预设点位位置重合，且所述准直镜所在平面与透镜阵列所在平面平行，所述准直镜用于将所述保偏光纤输出的光束准直为平行的第一光束，所述准直镜还用于将从待测物面返回的光束会聚至所述光束入射预设点位；以及

密封外壳，所述密封外壳用于收容所述透镜阵列、所述偏振片阵列、所述光纤插芯及所述准直镜。

6.如权利要求1-5任意一项所述的倾角测量探头，其特征在于，所述倾角测量探头还包括：

三个遮光套筒，所述三个遮光套筒分别对应所述第一透镜、所述第二透镜及所述第三透镜设置。

7.一种测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

如权利要求1-6任意一项所述的倾角测量探头；以及

谱干涉测量仪，所述谱干涉测量仪与所述倾角测量探头连接，所述谱干涉测量仪发射光束至所述倾角测量探头，并接收从所述倾角测量探头返回的光束，以用于光程差测量。

8.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述谱干涉测量仪包括：

宽谱光源，所述宽谱光源用于输出宽谱低相干光束；

起偏器，所述起偏器用于将所述宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束；

光耦合器，用于将0°和90°线偏振的光束耦合至倾角测量探头，并用于将从所述倾角测量探头依次返回的光束耦合至光谱仪；

光谱仪，所述光谱仪连接于所述光耦合器，所述光谱仪用于接收从所述倾角测量探头依次返回的线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱；以及

数据处理机，所述数据处理机电连接于所述起偏器，以控制所述起偏器按时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述光谱仪，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

9.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述谱干涉测量仪包括：

宽谱光源，所述宽谱光源用于输出宽谱低相干光束；

光耦合器，用于将所述宽谱光源输出的宽谱低相干光束耦合至倾角测量探头，并用于将从所述倾角测量探头返回的线偏振光束耦合至检偏器；

检偏器，所述检偏器连接于所述光耦合器，按时间顺序分别允许从所述倾角测量探头返回的线偏振光束中0°和90°线偏振的光束依次通过；

光谱仪，所述光谱仪连接于所述检偏器，以接收依次通过所述检偏器的0°和90°线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱；以及

数据处理机，所述数据处理机电连接于所述检偏器，以控制所述检偏器按时间顺序依次传输0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述光谱仪，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

10.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述谱干涉测量仪包括：

宽谱光源，所述宽谱光源用于输出宽谱低相干光束；

起偏器，所述起偏器用于将所述宽谱低相干光束按时间顺序依次变成0°和90°线偏振的光束；

光耦合器，用于将0°和90°线偏振的光束耦合至倾角测量探头，并用于将从所述倾角测量探头依次返回的光束耦合至检偏器；

检偏器，所述检偏器连接于所述光耦合器，按时间顺序分别允许从所述倾角测量探头依次返回的线偏振光束中的0°和90°线偏振光束通过；

光谱仪，所述光谱仪连接于所述检偏器，以接收依次通过所述检偏器的0°和90°线偏振光束，并分别进行功率谱测量，以得到第一干涉功率谱及第二干涉功率谱；以及

数据处理机，所述数据处理机电连接于所述起偏器，以控制所述起偏器按时间顺序依次产生0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述检偏器，以控制所述检偏器与所述起偏器同步按时间顺序依次传输0°和90°线偏振的光束，所述数据处理机还电连接于所述光谱仪，以接收所述第一干涉功率谱及所述第二干涉功率谱，并根据所述第一干涉功率谱得到第一光程差，根据所述第二干涉功率谱得到第二光程差，并根据所述第一光程差计算第一倾斜角度，根据所述第二光程差计算第二倾斜角度。

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