TWI401414B - 相移干涉方法及系統 - Google Patents

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Description

相移干涉方法及系統
本發明係關於相移干涉法(phase shifting interferometry methods)以及相關之系統。
干涉光學技術係廣泛地應用在量測表面起伏度(surface topography)、光學厚度、平坦度以及精密光學元件之幾何指數與折射率特性，其中精密光學元件可為平板光罩(lithographic photomasks)中之玻璃基板，但不限定於此。
舉例而言，為了要量測一待測物表面之表面輪廓(surface profile)，可使用干涉儀(interferometer)將待測物表面反射回來之待測波前(measurement wavefront)與一參考表面反射回來之參考波前(reference wavefront)相互結合，用以形成一光學干涉圖樣(interference pattern)。光學干涉圖樣之強度曲線的空間變化(spatial variations)對應至結合後之待測波前與參考波前之間的相位差，此相位差係由於相對於參考表面之待測物表面的輪廓變化而產生。使用相移干涉(phase-shifting interferometry；PSI)可準確地判斷相位差以及待測物表面之對應輪廓。
使用相移干涉可紀錄參考波前與待測波前之間各個多重相移(multiple phase-shifts)的光學干涉圖樣用以產生一連串之光學干涉圖樣，並且這些光學干涉圖樣係持續至少一個完整的光學干涉週期(例如從建設性干涉到破壞性干涉，接著再回到建設性干涉)。光學干涉圖樣定義了圖樣之各個空間位置的一連串強度值，其中各個強度值具有與含有一相位偏移(phase offset)之相移(phase-shifts)相依的正弦曲線，並且此相位偏移相等於結合後之待測波前與參考波前之間的相位差。使用習知數值技術(numerical techniques)可從強度值之正弦相依性(sinusoidal dependence)中擷取各個空間位置的相位偏移，用以提供相對於參考表面之待測物表面的輪廓。上述數值技術通常稱為相移演算法(phase-shifting algorithms)。
藉由改變待測物表面到干涉儀之光程長度(optical path length)可產生相移干涉中之相移，並且此光程長度相對於參考表面到干涉儀之光程長度。舉例而言，參考表面可相對於待測物表面移動。除了上述機械式相移(mechanical phase-shifting)方法之外，也可使用電光(electro-optic)調變或聲光(acousto-optical)調變來產生相移。此外，在一固定、不為零之光程差(optical path difference)的條件下改變待測波前與參考波前之波長亦可產生相移，此方法可參考G.E. Sommargren所獲得之美國專利第4,594,003號中所揭露之波長調整PSI方法。
舉例而言，相移干涉儀係為以同調性(coherent)光源(例如雷射光)照射之Fizeau干涉儀。舉例而言，利用Fizeau干涉儀可描繪出任意形狀之測試表面，並且可藉由選定之演算法沿著Z軸產生一受控相移(controlled phase shift)來執行相移干涉擷取。光學系統係沿著Z軸方向排列，並且表面係映射至一攝影機使得各個像素(pixel)對應至XY平面中之特定位置。一雷射光束直接射向一參考表面以及測試表面，而參考表面以及測試表面反射回來之光束之間的干涉係取樣作為一相移函數，並且利用相移干涉演算法分析此干涉用以擷取測試表面之相位圖(phase map)。此外，使用雷射光束之已知波長將測試表面的相位圖轉換成實體單元。傳統之相移干涉演算法係假設一等速掃描(即等速度)。
掃描運動不一致會造成待測物表面輪廓的量測誤差。不幸的是，由於掃描機制之非線性運動或是作用於干涉儀之各個元件上的不同振動強度，因此相移干涉中之掃描運動通常是不一致的。
本發明係揭露適用於振動場合中之相移干涉方法與系統。
本發明人已發現若取得至少一部分對振動較不敏感之相移干涉(PSI)資料，並且使用此部分之相移干涉資料來建立初始相位圖之極性(sign)，則可有效地改善適用於使用相移干涉資料估計實際相移增量與預期(系統)相移增量之間因振動而造成之偏差的方法。舉例而言，可使用較平緩之機械式相移(gradual mechanical phase shifts)的初始序列來收集相移干涉資料，其中較平緩之機械式相移係位於一個或多個較陡之機械式相移(rapid mechanical phase shifts)之前。在強烈振動場合中，平緩序列之一個或多個實際相移增量的極性可能會與對應之預期相移增量的極性相反。然而，除非是在特高頻強烈振動場合，不然較陡之相移增量不太可能會發生上述極性改變的情況。另一方面，由於較陡之機械式相移會產生額外的振動與噪音，因此對整個相移序列來說是不理想的。因此，可使用較陡之相移中之資料來建立相位圖的正確極性，並且在建立極性之後使用較平緩之相移序列中之資料來提升相位圖的準確度。上述方法十分重要，因為即使使用其他最佳化擬合(optimized fitting)，當實際相移增量與預期相移增量之極性因振動而變得相反時還是會產生相位圖的錯誤極性。舉例而言，有可能將凹面地形誤測為凸面地形，反之亦然。
為了解決上述問題，其中一種收集相移干涉資料用以在強烈振動場合中具有較穩固(robust)之相移增量極性的方法為-在相移增量橫跨(straddles)攝影機之相鄰圖框期間收集一對或多對連續之干涉圖(consecutive interferograms)中之每一者，並且所收集之干涉圖具有小於攝影機之圖框率之倒數的積分時間。上述方法適用於大部分的相移序列。
本發明亦揭露如何確認相位圖之極性(或是確認實際相移增量之序列的極性)的技術。此技術係使用相移干涉資料之擬合(fitting)用以在振動場合中估計相移增量之實際序列，接著比較此估計結果與相移增量之預期序列用以判斷是否要將相移增量之估計序列的極性維持不變或反向。舉例而言，可分別計算出相移增量之預期序列與相移增量之估計序列的正極性以及負極性之間的相關值，其中較高的相關值係表示正確的極性。使用具有正確極性之實際相移增量的估計序列可決定出具有正確極性之改良相位圖。上述比較與相關值計算技術是可行的，因為即使強烈振動會使得整個相移序列中之實際相移增量與預期相移不同(包含極性相反)，但每當振動使得預期相移增加時，振動亦會使得預期相移減少，因此實際相移增量之序列還是會對應至預期相移增量之序列。在此情況下，預期相移增量之序列將一“相位偏差(phase bias)”分配(impart)給實際相移增量之序列。上述相關值計算技術可應用在以傳統方式擷取之相移干涉資料用以決定出相位圖的正確極性，亦可用以確認在以特定方式擷取具有穩固極性(即不因振動而改變極性)之相移干涉資料時所取得的極性。
本發明提供一種相移干涉方法，此方法包括在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，待測光束與參考光束係來自一共同光源，各個干涉圖係對應至一強度圖樣，強度圖樣係藉由將反射回來之待測光束與反射回來之參考光束進行干涉所產生，干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，待測表面與參考表面定義出光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至相位序列之強度值，相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量。根據第一組干涉圖中之至少一對干涉圖，計算光學腔之一初始相位圖。根據初始相位圖與至少一些所記錄之干涉圖，計算至少一些相移增量之每一者的一估計值。根據估計值與至少一些所記錄之干涉圖，計算一改良相位圖。舉例而言，改良相位圖可顯示出待測表面之表面起伏度。
在第一組實施例中，相移干涉方法係適用於振動場合中，並且各個相移增量包括一系統成份與震動所引起的一隨機成份，隨機成份具有使得一相移增量之極性變得與系統成份之極性不同的可能性。記錄干涉圖用以產生至少兩組不同的干涉圖，第一組干涉圖包括至少一對干涉圖而第二組干涉圖包括至少一個干涉圖，其中第一組干涉圖中之至少一對干涉圖的相移增量發生極性改變的機率，係小於任何一對具有來自第二組干涉圖中之至少一個干涉圖之干涉圖的相移增量發生極性改變的機率。
這些實施例更可包括以下任何特徵。
用以計算相移增量之所記錄之干涉圖包括來自第二組干涉圖中之至少一個干涉圖。
計算初始相位圖之步驟包括根據第一組干涉圖中之至少一些干涉圖，而不是根據第二組干涉圖中之干涉圖，來判斷初始相位圖之極性。舉例而言，計算初始相位圖之步驟包括計算第一組干涉圖之至少一對干涉圖中之每一者的一初步相位圖，並且計算初步相位圖之一平均值。舉例而言，第一組干涉圖之相移增量之系統成份的絕對強度係大致上等於π/2弧度。此外，在另一例子中，計算初始相位圖之步驟更包括根據一個或多個所記錄之干涉信號來識別一對或多對所記錄之干涉圖係大致上彼此正交，並且根據所識別之正交干涉圖對來判斷初始相位圖之一絕對強度。用以取得初始相位圖之絕對強度的正交干涉圖係可來自第一組干涉圖、第二組干涉圖或兩者之結合。
用以記錄第一組干涉圖中之各個干涉圖之積分時間係小於用以記錄第二組干涉圖中之各個干涉圖之積分時間。
用以記錄干涉圖之一電子偵測器係定義出一圖框率，所記錄之干涉圖包括一第一組干涉圖，第一組干涉圖包括至少一對干涉圖，並且至少一對干涉圖中之每一者係以一積分時間所記錄，積分時間係小於圖框率之一倒數。此外，舉例而言，第一組干涉圖中所記錄之干涉圖包括至少一對連續干涉圖，至少一對連續干涉圖係在一相移增量期間所取得，並且相移增量橫跨電子偵測器之相鄰圖框。
連續相位之各個相移增量的系統成份係定義出相移增量之一絕對強度、用以分配絕對強度之一時間週期以及一相位斜率，相位斜率係等於絕對強度除以時間週期，並且記錄干涉圖用以使得對應至第一組干涉圖中之干涉圖之各個相移增量的相位斜率，大於對應至第二組干涉圖中之干涉圖之相移增量的任何相位斜率。較佳而言，第一組干涉圖係記錄在相位序列的尾端。
計算估計值之步驟包括根據與至少一些相移增量之系統成份有關的資訊，來判斷估計值之極性。舉例而言，判斷估計值之極性包括計算關於系統成份之資訊與估計值之正極性之間的相關值，以及計算關於系統成份之資訊與估計值之負極性之間的相關值。
在另一組實施例中，用以記錄干涉圖之一電子偵測器係定義出一圖框率，所記錄之干涉圖包括一第一組干涉圖，第一組干涉圖包括至少一對干涉圖，並且至少一對干涉圖中之每一者係以一積分時間所記錄，積分時間係小於圖框率之一倒數，並且根據第一組干涉圖中之至少一對干涉圖，計算光學腔之一初始相位圖。此外，舉例而言，第一組干涉圖中所記錄之干涉圖包括至少一對連續干涉圖，至少一對連續干涉圖係在一相移增量期間所取得，並且相移增量橫跨電子偵測器之相鄰圖框。
這些實施例更可包括以下任何特徵。
計算初始相位圖之步驟可包括根據第一組干涉圖中之至少一對干涉圖來判斷初始相位圖之至少一極性。舉例而言，計算初始相位圖之步驟包括計算第一組干涉圖之至少一對干涉圖中之每一者的一初步相位圖，並且計算初步相位圖之一平均值。舉例而言，第一組干涉圖之相移增量之系統成份的絕對強度係大致上等於π/2弧度。此外，在另一例子中，計算初始相位圖之步驟更包括根據一個或多個所記錄之干涉信號來識別一對或多對所記錄之干涉圖係大致上彼此正交，並且根據所識別之正交干涉圖對來判斷初始相位圖之一絕對強度。用以取得初始相位圖之絕對強度的正交干涉圖係可來自第一組干涉圖、第二組干涉圖(若有的話)或兩者之結合。
計算估計值之步驟包括根據與至少一些相移增量之系統成份有關的資訊，來判斷估計值之極性。舉例而言，判斷估計值之極性包括計算關於系統成份之資訊與估計值之正極性之間的相關值，以及計算關於系統成份之資訊與估計值之負極性之間的相關值。
在另一組實施例中，各個相移增量包括一系統成份與震動所引起的一隨機成份，並且計算估計值之步驟包括根據與至少一些相移增量之系統成份有關的資訊，來判斷估計值之極性。舉例而言，判斷估計值之極性包括計算關於系統成份之資訊與估計值之正極性之間的相關值，以及計算關於系統成份之資訊與估計值之負極性之間的相關值。
這些實施例可包括以下任何特徵。
計算初始相位圖之步驟可包括根據一個或多個所記錄之干涉信號來識別一對或多對所記錄之干涉圖係大致上彼此正交。舉例而言，識別步驟用以辨識出複數正交對，並且計算初始相位圖之步驟更包括計算正交對中之每一者的一初步相位圖，將所有初步相位圖之極性設定為相同，以及計算初步相位圖之一平均值用以提供初始相位圖。
最後，上述三組實施例中可包括以下任何特徵。
計算估計值的步驟可包括將光學腔之不同位置的干涉信號擬合至一理論光學腔之一組理論干涉信號，理論光學腔對應至初始相位圖並且估計值將理論光學腔參數化用以產生複數參數化估計值。舉例而言，參數化估計值包括不同位置所共同擁有之一組相移增量。此外，舉例而言，擬合步驟包括最小平方最佳化用以計算估計值。此外，擬合步驟更用以造成待測表面之活塞運動、傾斜以及偏斜中之至少兩者在相位序列期間發生改變。
共同光源可為雷射光。
藉由在小於共同光源之同調長度的範圍內進行相移可產生相位序列。
相位序列可藉由機械式相移、波長調整、電光相位調變或聲光調變所產生。舉例而言，可藉由改變待測光束與參考光束之間的光程差來產生相位序列。或者，可藉由改變待測光束與參考光束之間不為零之光程差之共同光源的波長來產生相位序列。
此方法更可包括根據改良相位圖來判斷待測表面之表面起伏度。
擬合步驟可包括根據下列公式擬合不同橫向位置x 之干涉信號I j ，用以判斷估計值：
其中Δ j 用以定義相位序列，對應至初始相位圖之理論干涉信號，A (x )與B (x )係為所記錄之干涉信號之交流成分與直流成分，其中C j =cos(Δ j )而S j =-sin(Δ j )，並且根據從相位序列中判斷出估計值Δ' 。
舉例而言，可根據下列公式判斷出所記錄之干涉信號的交流成分與直流成分：
擬合步驟更可包括一後續擬合步驟用以造成待測表面之活塞運動、傾斜以及偏斜在相位序列期間發生改變，其中所記錄之干涉信號I j 與初始擬合步驟所判斷出之估計值Δ j 係擬合至下列公式：，其中δ i 、α j 以及β j 係分別對應至活塞運動、傾斜以及偏斜之相移增量係數。舉例而言，後續擬合步驟可被線性化用以產生以下公式：
根據所計算之相移增量來計算改良相位圖的步驟可包括根據估計值與至少一些所記錄之干涉圖，計算一中間相位圖。根據中間相位圖與至少一些所記錄之干涉圖，計算相移增量之每一者的一改良估計值。根據改良估計值與至少一些所記錄之干涉圖，計算改良相位圖。
根據估計值計算改良相位圖的步驟可包括將位於各個不同橫向位置之所記錄之干涉信號擬合至所計算之估計值的一正弦函數，用以判斷位於各個位置上之一光學腔相位。舉例而言，正弦函數可產生所記錄之干涉信號的一個或多個諧波，以便模擬光學腔中之多重反射。
此方法更可包括儲存或輸出與改良相位圖有關之資訊。
在另一實施例中，本發明提供一種相移干涉系統，包括一相移干涉裝置以及一電子處理器。相移干涉裝置包括一光源、一相移干涉儀以及一電子偵測器。相移干涉裝置用以在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，待測光束與參考光束係來自對應至光源之一共同光源。各個干涉圖係對應至一強度圖樣，強度圖樣係藉由將反射回來之待測光束與反射回來之參考光束進行干涉所產生，干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，待測表面與參考表面定義出光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至相位序列之強度值，相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量。電子處理器係耦接至相移干涉裝置，並且電子處理器用以根據至少一些所記錄之干涉圖計算光學腔之一初始相位圖。根據初始相位圖與至少一些所記錄之干涉圖計算至少一些相移增量之每一者的一估計值。根據估計值與至少一些所記錄之干涉圖計算一改良相位圖。
在此系統之第一組實施例中，各個相移增量包括相移干涉儀所分配之一系統成份與震動所引起的一隨機成份。隨機成份具有使得一相移增量之極性變得與系統成份之極性不同的可能性。就此第一組實施例而言，相移干涉裝置用以記錄干涉圖以便產生至少兩組不同的干涉圖，第一組干涉圖包括至少一對干涉圖而第二組干涉圖包括至少一個干涉圖，其中第一組干涉圖中之至少一對干涉圖的相移增量發生極性改變的機率，係小於任何一對具有來自第二組干涉圖中之至少一個干涉圖之干涉圖的相移增量發生極性改變的機率。此外，電子處理器用以根據第一組干涉圖中之至少一對干涉圖計算光學腔之初始相位圖。
此系統之第一組實施例更可包括所對應之最先提到之方法實施例中的任何上述特徵。
在此系統之第二組實施例中，用以記錄干涉圖之電子偵測器係定義出一圖框率，並且相移干涉裝置用以紀錄干涉圖，使得相移干涉裝置所記錄之干涉圖包括一第一組干涉圖，第一組干涉圖包括至少一對干涉圖，並且至少一對干涉圖中之每一者係以一積分時間所記錄，積分時間係小於圖框率之一倒數，其中根據第一組干涉圖中之至少一對干涉圖計算光學腔之初始相位圖。此外，舉例而言，相移干涉裝置更用以使得第一組干涉圖中之所記錄的干涉圖包括至少一對連續干涉圖，至少一對連續干涉圖係在一相移增量期間所取得，並且相移增量橫跨電子偵測器之相鄰圖框。
此系統之第二組實施例更可包括所對應之第二次提到之方法實施例中的任何上述特徵。
在此系統之第三組實施例中，各個相移增量包括相移干涉儀所分配之一系統成份與震動所引起的一隨機成份，並且藉由電子處理器計算估計值之步驟包括根據與至少一些相移增量之系統成份有關的資訊，來判斷估計值之極性。舉例而言，藉由電子處理器判斷估計值之極性可包括計算關於系統成份之資訊與估計值之正極性之間的相關值，以及計算關於系統成份之資訊與估計值之負極性之間的相關值。
此系統之第三組實施例更可包括所對應之第三次提到之方法實施例中的任何上述特徵。
在本文中，“light(光)”並不限定在可見光譜區中之電磁輻射，亦可為紫外光譜區、可見光譜區、近紅外光譜區以及紅外光譜區中之電磁輻射，但不限定於此。
在本文中，“integration time(積分時間)”意指在相位序列中之其中一個給定的相位或相位範圍內，電子偵測器記錄干涉強度圖樣之時間。
在本文中，電子偵測器之“frame rate(圖框率)”係為讀出電子偵測器之所有元件所需之最短時間的倒數。
熟知本領域技藝者應能理解，除非另有定義，本文中所有技術與科學術語皆具有相同的意義。如果本發明與任何引用文件牴觸，則以本發明之揭露內容為主。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本文中所使用的名詞“comprising(包括)”及其變異詞與名詞“including(包含)”及其變異詞同義並且係為開放式、非限定性名詞。
本發明具有相當多可行的實施方式，多到無法在本文中詳述。值得注意的是，以下僅描述一些較佳的實施方式，然其並非用以限定本發明，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
相移干涉儀
本發明係關於相移干涉儀。第1圖顯示了本發明實施例之相移干涉系統50，此相移干涉系統50用以取得干涉信號並且包括一干涉儀51以及一處理器52(例如一自動化電腦控制系統)。相移干涉系統50用以取得待測物體53之表面之空間位置的相移干涉資料。
相移干涉系統50包括一光源54、一第一聚光元件(例如一個或多個鏡片) 56、一分光元件(beam splitting element) 57、一第二聚光元件60、一參考物體58、一第三聚光元件61以及一偵測器59。光源54發射出具有高同調性光源(例如雷射光)之光譜窄頻光(spectrally-narrowband light)。第一聚光元件56將來自光源54之光束聚焦至分光元件57上，分光元件57使得光束射向第二聚光元件60，第二聚光元件60將射入的光束準直成準直光束(collimated light)並傳送至參考物體58。
舉例而言，參考物體58可為一片玻璃，用以將準直光束部分地反射與傳送。通過參考物體58之光束會被傳送至待測物體53。第二聚光元件60接收從待測物體53以及參考物體58反射回來之光束，並且將結合後之反射光束傳送回分光元件57。分光元件57將結合後之反射光束傳送至第三聚光元件61，第三聚光元件61將此結合後之反射光束聚焦至偵測器59。參考物體58之部分反射表面定義了一參考表面，而待測物體53之反射表面定義了一待測表面。干涉儀之參考表面與待測表面定義了一光學腔(optical cavity)。
一般而言，偵測器59係為一多維度(multidimensional)偵測器，例如電荷耦合裝置(CCD)或電荷注入裝置(CID)。此多維度偵測器具有複數個以一維或多維(例如二維)方式排列之偵測器元件(例如像素)。本文中之偵測器也稱為“攝影機”。第二聚光元件60與第三聚光元件61將待測物體53反射回來之光束聚焦至偵測器59上，使得偵測器59之各個偵測器元件接收到待測物體53之對應空間位置(例如一定點或其他小區域)反射回來的光束。從待測物體53之個別空間位置反射回來的光束以及參考物體58反射回來的光束會在偵測器59上進行干涉，用以形成一干涉圖樣(interference pattern)或“干涉圖(interferogram)”。各個偵測器元件會產生與各個偵測器元件上之干涉圖之強度有關的偵測器信號，並且輪流對應至待測表面與參考表面上的一特定橫向位置。
相移干涉系統50用以量測與待測物體53之空間位置有關的干涉信號。一般而言，相移干涉系統50會在參考物體58反射回來的光束與待測物體53反射回來的光束之間建立一連串的相移增量。舉例而言，可藉由電腦52所控制之掃描裝置(例如機電轉換器(electro-mechanical transducer) 63與相關之電子驅動器64)將參考物體58沿著一掃描軸(本實施例為Z軸)在一些掃描位置上移動，其中機電轉換器63可為壓電轉換器(piezoelectric transducer；PZT)。由於掃描裝置改變了待測物體53反射回來的光束與參考表面反射回來的光束之間的光程差(OPD)，因此會產生相移增量。在某些實施例中，連續掃描位置之間的掃描位置增量至少約為λ/15(例如λ/8或λ/4)，其中λ係為各個像素上所偵測到之光束的平均波長。
對各個相移來說，偵測器59會輸出待測物體53之各個不同空間位置的一強度值(例如一給定之偵測器元件所偵測到的強度)。當沿著掃描軸取得各個空間位置之強度值時，各個空間位置之強度值會定義出對應至該空間位置的一干涉信號。對應至一共同位置之強度值會定義出該相移之一資料集合(例如干涉圖)。在某些實施例中，可使用相移干涉演算法(PSI algorithm)來分析一連串之相移增量的資料集合用以擷取光學腔之相位圖，並且可使用光源54之已知波長以物理單位來表示此相位圖。相位圖係顯示相對於參考表面之待測表面的表面起伏度。在以下的實施例中，將使用額外的技術來判斷及/或改善待測表面之相位圖。
第1圖僅作為相移干涉儀之範例說明。雖然第1圖中之相移干涉系統50係使用Fizeau干涉儀，但在其他實施例中也可使用Twyman Green干涉儀、Mach Zehnder干涉儀、Michelson干涉儀、Fabry-Perot干涉儀以及掠射式(grazing-incidence)或非平衡式Mirau干涉儀等其他類型之干涉儀。再者，干涉儀可為大口徑(large aperture)干涉儀、顯微鏡(microscope)干涉儀或光纖感測器(fiber optic sensor)干涉儀。
此外，也可使用其他技術來執行相移。雖然第1圖之實施例係使用一機械式相移器來改變光程差，但在其他實施例中也可使用電光相位調變(electro-optic phase modulation)。此外，在其他實施例中可調整波長而不改變光程差。舉例而言，第1圖中之光源54可為一可調式光源(例如一可調式雷射二極體)，並且可藉由掃描光源之波長來產生一連串之相移增量，使得待測路徑與參考路徑之間不為零之光程差(non-zero OPD)所對應的相移發生變化。共同擁有的美國專利第4,594,003號與美國專利第6,359,692號描述了關於“波長可調式(wavelength-tuning)相移干涉儀”之其他細節，其內文係以引用的方式併入本文中。此外，共同擁有的美國專利第6,924,898號揭露了一種相移干涉儀(如第7圖所示)，其藉由對射向待測表面之光束的傳遞波向量(propagation wave-vector)進行調變來產生相移。舉例而言，上述調變可為聲光調變(acousto-optical modulation)。
在強烈振動場合中之PSI資料
考慮利用M個相移單圖框干涉圖(phase shifted single frame interferograms)來進行PSI資料擷取。振動代表M個圖框之間的相移包括一隨機成份(random component)，所以可假設事先無特定(a-priori no particular)之相位關係。然而，因為假設圖框積分時間相對短於振動時間，因此對比損失(contrast loss)可以被忽略。M值最好大一點(至少跟傳統之PSI擷取技術相比)以便確保能夠廣泛地取樣(broad sampling)時間相移(即時間相移多樣性(temporal phase diversity))。即使M值大於非振動場合中之傳統PSI，但仍然只代表少量時間，因此對目前的攝影機技術來說不是什麼大問題。假設雙光束(two-beam)干涉，光學腔強度可表示為：
I (x ,t )=A (x )+B (x ) cos(θ(x )+φ(t ))　(1)
其中θ(x )為光學腔相位(或“相位圖”)，x 代表兩個分量的向量用以表示一區域位置(field position)，此區域位置對應至待測表面與參考表面上的一橫向位置，φ(t )為依時性(time dependent)相移，而A (x )與B (x )分別為直流項(DC term)與交流項(AC term)。可由下列公式估計直流項與交流項：
其中所有M個干涉圖係用於最大值(“max”)與最小值(“min”)計算。這些估計值適用於大數量之圖框並且實質地導出M之最小值。也可藉由將正弦曲線擬合(fit)至公式(1)之各個區域位置來估計直流項與交流項。
在非振動場合中，相移序列φ(t )為已知數，並且可在各個區域位置上決定出光學腔相位θ(x )用以產生與參考表面有關之待測表面的表面起伏度。雖然在振動場合中相移序列φ(t )變成未知數，但可使用疊代擬合(iterative fitting)技術來估計光學腔相位。
舉例而言，可使用預期相移序列來取得光學腔相位之一初始估計值，接著，在假設所有區域位置之實際相移序列皆相同的情況下，可根據初始光學腔相位將PSI資料I (x ,t )擬合至公式(1)用以計算出實際相移序列的估計值。值得注意的是，可將此假設限制放寬用以產生較低的頻率，例如傾斜(tip)、偏斜(tilt)以及活塞運動(piston)，細節將在以下做進一步說明。在執行必要之疊代次數後，即可從所計算之相移與各個區域位置之PSI資料中決定出光學腔相位的改良估計值。
然而，在強烈振動場合中，此疊代方法會充分考慮到光學腔相位(或相移序列)之整體極性。此特性可由公式(1)中之餘弦項的引數(argument)而得知。舉例而言，若振動導致於時間t =t 1 之第一干涉圖與時間t =t 2 之第二干涉圖之間之實際相移增量Φ 12 的極性與預期相移增量的極性相反，則應用至這對干涉圖上之擬合技術會產生具有錯誤極性的光學腔相位。因此，舉例而言，可能會將凹面之待測表面誤測為凸面之待測表面，反之亦然。值得注意的是，即使使用其他最佳化擬合，此誤測情況仍然會發生。
此外，雖然許多PSI演算法與擬合程序(fitting routines)對實際相移增量與預期相移之間的某些偏差而言是穩固的，但本發明人知道當振動強度大到足以改變實際相移增量之極性時將不再具有此穩固特性。(在本文中，當2π模數(modulo)之相位係以-π弧度~+π弧度表示時，相移增量之“極性”即為相位之極性)。
請參考第2圖、第3A-3D圖以及第4圖，其中第2圖(假設其參考表面為完全平坦)係模擬出在各個實際相移增量下待測表面輪廓之干涉圖I p (x )與I k (x )，並且在假設實際相移增量等於預期相移增量(π/2弧度或90度)的情況下從上述干涉圖中計算出相位圖，其中光學腔相位可表示為：
如第2圖所示，待測表面係為一正弦曲線用以表示500個像素之6個條紋(fringe)的峰谷偏移(PV departure)。第3A圖係顯示在實際相位增量為90度下所計算之表面輪廓(左邊)與殘差值(residual)(右邊)。相位圖如預期般理想。所謂的殘差值係指量測輪廓與實際輪廓之間的差異。殘差值不為零的原因是因為公式(2)所計算出之交流項與直流項會產生誤差。
雖然當相位增量偏離90度時會使得殘差值變嚴重，但是表面極性仍保持不變並且整體輪廓是正確的。舉例而言，第3B圖係顯示在實際相位增量為135度下所計算之表面輪廓(左邊)與殘差值(右邊)。即使偏移範圍很大，但只要實際相位增量之極性維持在正極性(即0度~180度)就能保持整體輪廓。舉例而言，第3C圖係顯示在實際相位增量為10度下所計算之表面輪廓(左邊)與殘差值(右邊)。
然而，若實際相移增量之極性係相對於90度之預期相移增量的極性發生變化(即實際相移增量超過0度(或180度)界線)，則相位圖之極性會反轉(flip)，因而產生不理想的殘差值。舉例而言，第3D圖係顯示在實際相位增量為-10度下所計算之表面輪廓(左邊)與殘差值(右邊)。此結果會將原本為凸面之表面輪廓誤測為凹面，將原本為凹面之表面輪廓誤測為凸面。
請參考第4圖之模擬結果，第4圖係顯示殘差均方根值(rms residual)對實際相位增量(-180度~180度，以1度為增量)的函數關係圖。由於實際相位增量小於0度時會產生極性反轉的情況，因此殘差值會如預期般變大。雖然當實際相位增量超過90度時也會使得殘差值變大，但跟上述反轉情況相比，其影響程度相對而言比較小。(如第4圖所示，由於交流與直流不定性(AC and DC uncertainties)所產生之誤差會根據不同的相位增量值而有所改變，因此180度附近與0度附近的殘差值變化程度會一樣大)。
此模擬結果顯示了即使實際相移增量與預期相移增量之間的振動很大，但只要實際相移增量與預期相移增量之極性相同，那麼所計算出之相位圖一般都會對應至待測表面之實際輪廓，也因此可將此相位圖作為後續疊代擬合技術所需之起始點用以減少殘差值。然而，若極性改變，則初始判斷之相位圖將不盡理想，並且會使得後續的疊代擬合技術發生錯誤。此外，若藉由計算出從干涉圖之對應對(corresponding pairs)中所計算之初步相位圖(preliminary phase map)的平均值來決定初始相位圖，則非但不能減少誤差，且在一對或多對干涉圖對應至具有不同於預期相移增量之極性的實際相移增量時還會增加誤差。
PSI資料處理
假設所提供之初始相位圖的估計值為。假設此初始相位圖在執行擷取時固定不變，可使用A (x )與B (x )之量測值來以最小平方法(least squares sense)計算出相對於此相位圖之所有圖框I j 之間之相移Δ j 的估計值。各個圖框I j 係擬合至下列公式：
其中C j =cos(Δ j )而S j =-sin(Δ j )。利用下列矩陣：
(其中i =1...NP 代表所有的像素)來計算方程式DA =Y 。將DA =Y 兩邊同乘以D T 得到SA =D T Y ，其中S =D T D 係為對稱式散佈矩陣(symmetric scatter matrix)，接著將SA =D T Y 兩邊同乘以S -1 得到A =S -1 D T Y 。值得注意的是，這相等於利用下列公式：
計算出各個圖框以及S 與C 。總合遍及區域中之所有像素並且各個圖框具有對應的一方程式。接著利用下列公式計算出相移：
可藉由下列公式從這些相移中判斷出相移增量Δ' ：
假設不必硬性規定要在執行擷取時將相位圖維持不變，通常目標表面在執行擷取時可忍受剛體運動(rigid body motion)。幸運的是，公式(4)不單只是計算純活塞運動(pure piston)，亦可將公式(4)展開用以計算高階光學腔運動(higher order cavity motion)。在大部分的情況下，這些高階項目非常的小，但在某些情況下可將此擬合展開用以包含小振幅之傾斜/偏斜運動及/或冪項(power terms)。在這些情況下，首先使用公式(7)取得活塞運動項之估計值，接著將公式(4)以線性型式重寫用以計算此估計值之較小高階變化。舉例而言，為了包含較小之傾斜與偏斜變化，公式(4)係重寫為：
並且在使用公式(7)判斷出Δ j 後，藉由下列公式計算各個圖框j 之變化：
其中總合遍及所有的區域位置，，δ係為相移與Δ之間的偏差值，而α j 與β j 係分別為x偏斜係數與y偏斜係數。或者，若剛體運動具有較大的振幅，則可透過非線性最佳化方法(nonlinear optimization methods)來計算公式(4)。
利用簡單的減法運算可計算出相鄰圖框之間的相移增量。由於這些相位係相對於相同之初始相位圖估計值(x )進行計算，因此若初始相位圖估計值之極性是正確的，則可將相位圖估計值自所判斷之相位增量中消除，使得所判斷之相位增量的準確性幾乎不會受到初始相位圖估計值之品質的影響。
接著可使用所判斷之相位增量與干涉圖之對應序列來計算出最後的干涉相位圖Θ(x )，用以改善初始相位圖估計值。在一實施例中，可藉由計算各個像素之第一階(1st order)干涉信號的相位來得到此最後的相位圖，其中此第一階干涉信號係藉由最小平方分析法，使用造成任何所量測之空間相依性之所量測的相移，沿著相移軸(時間軸)所取得。此外，可同時計算出第一與第二諧波用以產生能夠使信號失真之光學腔多重反射(cavity multiple reflections)。這十分重要，因為當取樣不一致時無法藉由正交性(orthogonality)將這兩個諧波隔離。最好是能夠包含具有高光學腔精確值(high cavity Finesses)之高頻諧波(higher harmonics)。因此，藉由下列公式將各個像素i 擬合至各個干涉圖：
其中δ代表干涉圖之所量測的相移。定義出資料矩陣：
以及向量：
A =[A' ,B' ,C' ,D' ,E' ]T ,Y =[I 1 ,...,I M ]T 　(13)
再次計算方程式DA =Y 用以求出A 。值得注意的是，Y 與A 係計算給各個像素。根據標準最小平方程序求出A =[D T D ]-1 D T Y 。這相等於利用下列公式：
計算出各個像素以及A' ...E' 。總合遍及所有的圖框。接著分別計算出各個像素用以取得最後的相位圖：
此最後擬合(last fit)消除了與直流項A 中之不確定性有關的所有誤差。唯一的剩餘誤差係為第一諧波之空間奇數冪(spatially odd powers)。在某些實施例中，可使用Leslie L. Deck所獲得之共同擁有的美國專利第2008/0266571號，名為“抗振干涉儀(Vibration Resistant Interferometry)”中所揭露的技術來消除此誤差，其內文係以引用的方式併入本文中。
在其他實施例中，此消除誤差之步驟可繼續執行。舉例而言，現階段可能使用所計算之相位增量與最佳相位圖來改善交流項與直流項之準確性。以最小平方法將各個像素擬合至公式(1)，也就是藉由下列公式求出A (x )與B (x )：
其中總合遍及所有M 個圖框並且。利用重新計算之交流項與直流項，可將新的應用至公式(7)用以改善相位增量，並且最後重複計算公式(15)用以取得改良之相位圖。可視需要重複執行這一連串之運算，不過模擬結果已經顯示此重複程序所產生的結果與VC之單一應用所產生的結果會實質上相同。
如第2~4圖的模擬結果所示，造成實際相移增量之極性變得與預期相移增量之極性相反的振動會使得所計算之相位圖發生反轉。值得注意的是，若在處理公式(4)-(7)時將此反轉之相位圖作為初始相位圖，則所判斷之相移增量序列也會具有不正確的極性。這十分明顯因為這兩個項皆位於公式(4)中之餘弦項的引數內，而此餘弦項係為一偶函數(even function)。因此，在處理完公式(4)-(7)後仍會產生具有不正確極性之“改良的”相位圖。
因此，本文中之某些實施例會確保上述PSI資料處理所使用之初始相位圖的極性是正確的。仔細而言，藉由某種方式取得PSI資料之至少一子集合(subset)用以大致上降低因振動而造成實際相移增量之極性變得與預期相移增量之極性相反的可能性，並且此子集合係用以建立上述PSI資料處理所使用之初始相位圖的正確極性。或者(或此外)，在某些實施例中，可將所計算之實際相移增量序列與預期相移增量序列進行比較(例如進行相關運算)，用以判斷出實際相移增量序列之正確極性。
PSI資料之穩固擷取
其中一種降低振動對實際相移增量之影響的方法係為增加取得相移干涉圖之機率。不幸的是，較陡之相移有實際性的限制。這些限制包括攝影機之圖框率週期下限、各個干涉圖之積分時間下限以及分配一理想相移增量(通常為+90度或-90度)所需之時間下限。此外，較陡之相移(例如待測光束與參考光束之間之光程差的快速機械式掃描)會產生額外的振動使得後續取得之PSI資料更加惡化。
然而，若初始相位圖具有正確的極性，那麼即使在強烈振動場合中，PSI資料處理技術也是穩固的。此外，可以只根據PSI資料之較小的子集合，利用正確的極性來判斷初始相位圖。因此，在某些實施例中，較陡之相移只會分配給所取得之干涉圖的子集合，並且只在足以確保實際相移增量與預期相移增量之極性是相同的程度。此子集合係用以判斷初始相位圖(或甚至是整個相位圖)之極性，並且在後續PSI資料處理中可使用藉由較平緩之相移所取得之額外的干涉圖(可單獨或與所取得之干涉圖中之較陡者結合)。
有許多方法可取得PSI資料之至少一穩固的子集合，此穩固的子集合不會受到會導致實際相移增量發生極性變化之振動的影響。舉例而言，若我們考慮到對應至預期相移增量(90度或π/2弧度)之一對干涉圖，則用以分配預期相移之時間週期T 需滿足下列公式：
T <λ/(4fA )　(17)
其中λ係為待測光束與參考光束之波長，f 係為振動頻率，而A 係為振動振幅。根據此公式，實際相移會變化但是極性會保持不變。因此，在某些實施例中係從一對相移干涉圖中取得用以建立初始相位圖之極性之PSI資料的子集合，其中這一對相移干涉圖滿足公式(17)。可將此公式加以推導用以產生振動頻率之分佈與振動振幅之分佈，以便控制用以判斷初始相位圖之極性(或是所判斷之實際相移增量序列之極性)的PSI資料擷取。
在某些實施例中，由於干涉圖對之相移是連續且線性的，因此各個干涉圖皆具有一積分時間(T )。在某些實施例中，為了要快速地從攝影機中讀出各個干涉圖之強度值，相移時間T 橫跨了攝影機之圖框率中的兩個相鄰圖框，並且在圖框改變前後皆具有一積分時間T ，通常T 只占圖框率週期的一小部分(例如1/4圖框率週期)。在此情況下，各個干涉圖之積分時間之中間點之間的預期相移增量係為π/2弧度。以下將針對此方法做更詳細的說明。
四對(QuadPair)之產生
四對“QuadPair”(以下簡稱QP)係為一對具有短時間之干涉圖，並且這對干涉圖之間具有一已知的相移(表面上為90度)。與直流項同時量測之QP提供了一種產生初始相位圖之方法，以備藉由其他方式所取得之初始相位圖無法使用。第5圖顯示了一種產生複數QP之較佳方法。當相位偏移時，藉由一遮光器(shutter)控制光源亮度用以橫跨攝影機之圖框同步脈衝(frame sync)。相移可應用在許多方面(即機械式運動或波長調整)並且相移之實際極性是已知但不重要的(immaterial)。一般而言，預期相移之大小為90度。雖然第5圖只顯示複數QP之擷取，但只要干涉圖之總數大於或等於三，本實施例之分析方法即可應用至一個或多個QP，而這一個或多個QP具有任何數量之伴隨的單一干涉圖。若亮度本身可以被調變(例如使用一雷射二極體)，則不需使用到遮光器。因此，實施例可包括一調變式攝影機遮光器(modulated camera shutter)及/或一調變式光源(modulated source)。請參考第5圖，τ代表單一圖框所經歷的積分時間。圖框0與圖框1構成一個QP，而圖框2與圖框3構成另一個QP。
可藉由許多方式使得干涉相位在照亮期間表面上偏移90度。由於以標準PZT為基礎之相移器(standard PZT based phase shifters)可達到所需之實際速度，因此機械式相移是其中一種選擇。舉例而言，由於在一般桌上型環境下所產生的振動會增強至千赫(KHz)範圍，所以必須在1毫秒(ms)或1毫秒內取得這些QP。對氦氖(HeNe)波長(633奈米(nm))而言，由於典型干涉儀中之80奈米的實體位移(physical displacement)會產生90度相移，所以執行1毫秒擷取所需之機械速度為80微米(micron)/秒(sec)。0~1毫米(mm)/秒之速度對大部分的強烈振動來說是足夠的。機械式相移的優點在於沒有光學腔長度相依性(cavity length dependence)，而缺點在於產生光學腔運動(cavity motion)，若此光學腔運動非常劇烈，則會使得參考(或待測)表面變形。因此，若藉由較陡之機械式相移來取得複數QP，除了藉由較平緩之相移所取得之干涉圖外，序列必須要以較平緩之相移開始並且以較陡之相移結束，使得較陡之相移所引起的振動不會影響到在較平緩之相移期間所取得之干涉圖的完整性。
另一種相移方法係為波長調整。外部光學腔雷射二極體(external cavity laser diodes)係為具有快速、寬頻波長調整功能之光源，並且可作為不相等路徑干涉儀(unequal path interferometers)中之相移器使用。舉例而言，New Focus StableWaveTM 可以調整頻率至100兆赫(THz)/秒。對具有光程長度D (其中一種方式)之光學腔而言，光學調變率之干涉頻率f 係為：
在調變率為100兆赫/秒的情況下，10毫米之光學腔會經歷一干涉頻率(6.67千赫)，並且此干涉頻率會與光學腔之長度呈線性比例變化。因此，此雷射能快速地產生光學腔相移率，並且此光學腔相移率遠遠超過環境振動可影響所有實際光學腔長度之相位的速率。波長調整法的優點在於不需要實體上(physically)干擾光學腔就能夠使相位偏移，但是需要知道光學腔之長度以便準確地設定QP相移增量。
另一種相移方法係為使用一電光相位調變器(electro-optical phase modulator；EOM)。透過偏光(polarization)將待測波前與參考波前分離，使得電光相位調變器可單獨地調變待測波前或參考波前的相位。調變頻率可以是非常快速的，因而輕易地滿足用以停止振動運動之相位率。使用電光相位調變器來進行相位調變的優點在於不需要實體上干擾光學腔就能夠使相位偏移。
用以構成QP之兩個干涉圖不需要為時間相鄰(time adjacent)，雖然這麼做可能比較方便(取決於QP之產生機制(production mechanism))。即使此方法不會因為QP相位增量偏離90度而受到影響，但必須要知道QP相位增量之極性，否則最後得到的表面相位圖會反轉。
初始相位圖之QP分析與後續分析
考慮利用數值NQ QPs加上N 個相移單圖框干涉圖得到總合M =N +2NQ 個圖框來進行擷取。因為振動代表N 個圖框與數值NQ QPs之間的相移可以是隨機的，所以我們無法事先假設任何特定的相位關係。然而，圖框積分時間必須相對短於振動時間，使得對比損失可以被忽略。M值最好大一點(至少跟傳統之PSI擷取相比)以便確保能夠廣泛地取樣時間相移(即時間相移多樣性)。再次假設雙光束干涉，公式(1)描述了光學腔強度，而公式(2)使用所有M個干涉圖進行最大值與最小值計算用以求出交流項與直流項。這些估計值適用於大數量之圖框並且實質地導出M之最小值。就各個數值NQ QPs而言，可藉由下列公式計算出光學腔相位圖θ(x )之估計值：
其中I k (x )與I p (x )係為QP中所使用之兩個干涉圖，而φ係為這兩個干涉圖之間的相移(假設此相移為QP之標稱相移(nominal phase shift)-通常為90度)。藉由下列公式計算這些個別相位圖之平均值用以求出平均相位圖之估計值：
接著可將此平均相位圖之估計值作為上述公式(4)-(16)之PSI資料處理分析中所使用之初始相位圖的估計值。
相位偏差分析(Phase Bias Analysis)
另一種解決因振動而造成實際相移增量變得與預期相移增量不同的方法為－使用相位偏差概念。在使用相位偏差概念之實施例中，不需要取得PSI資料之至少一穩固的子集合，其中此穩固的子集合較不會受到極性變化的影響。
舉例而言，考慮利用M 個相移單圖框干涉圖來進行擷取(如公式(1)所示)。首先，利用公式(2)從這M 個干涉圖中判斷出直流項A (x )與交流項B (x )。接著選擇一對或多對干涉圖，其中各對干涉圖之間的相位相差90度(亦即彼此正交)。
上述選擇動作可藉由檢查相對於交流與直流範圍之干涉圖強度來完成。舉例而言，在某些實施例中，需要就各個像素找到具有最接近直流之像素強度的干涉圖。此干涉圖構成正交對(in-quadrature pair)之兩個干涉圖中之一者，並且藉由找到具有最接近直流加上交流(DC+AC)或直流減去交流(DC-AC)之像素強度的干涉圖來選擇出另一干涉圖。可對各個像素執行此步驟用以產生大量的正交對，但其中一些正交對是多餘的。雖然有許多方法可降低正交對之整體性(ensemble of pairs)用以消除多餘的正交對，但其中一種較佳的方法就是確保各個干涉圖只被使用過一次。藉由這種限制，最後的候選者(candidates)數量不會超過M /2。此外，藉由將像素強度之偏差值限制在直流(就第一對干涉圖而言)以及直流加上/減去交流(就第二對干涉圖而言)可確保候選者接近正交。值得注意的是，減少候選者之數量(≧1)能夠顯著地改善演算法處理速度，並且由於第一個相位圖不需要非常高的品質，因此不會影響演算法量測效能(algorithm metrology performance)。
就各個所選擇之NQ 干涉圖對而言，可藉由下列公式計算出相位圖之估計值θ(x )：
其中I k (x )與I p (x )係為正交對中所使用之兩個干涉圖，而φ係為這兩個干涉圖之間的相移(假設為90度)。此時各個相位圖之極性尚未確定，因此任意選擇出一個正交對，並且盡可能將其他正交對相位圖之極性設定成與第一個極性相同。接著藉由下列公式計算這些個別相位圖之平均值用以求出平均相位圖之估計值(x )：
接著將此平均相位圖之估計值作為初始相位圖之估計值，以便根據公式(4)-(7)計算出實際相移增量。
現在判斷所計算之相移序列的極性是否正確(或是判斷從正交對中選擇之極性是否正確)。仔細而言，所計算之實際相移序列係與預期相移序列進行比較。若極性正確，則這兩個序列應該與另一序列關聯，因為即使強烈振動會使得整個相移序列中之實際相移增量與預期相移非常不同(包含極性相反)，但每當振動使得預期相移增加時，振動亦會使得預期相移減少。因此，可計算出相移增量之預期序列與所計算之實際相移增量序列的正極性以及負極性之間的相關值，其中較高的相關值係表示所計算之相移增量序列的正確極性。可藉由下列公式計算出此相關值：
其中係為兩個可能之極性值之所量測的相移增量分佈，而Ψ j 係為預期相移增量序列，並且各個序列中之相位係以-π弧度~+π弧度(-180度~+180度)之2π模數表示。產生具有最正值(most positive)之Corr 的相移增量分佈即被視為正確的相移增量分佈。
用以判斷出改良相位圖之分析接著根據所計算之相移序列的正確極性繼續進行上述(例如公式(11)-(15))之計算。
在其他實施例中，此相位偏差技術可與QP技術或其他技術結合，用以使得PSI資料之至少一子集合不會因振動而造成極性改變，以便提供一冗餘檢查(redundant check)確保極性是正確的。
此外，在某些實施例中，可利用上述公式(21)-(22)判斷出初始相位圖，只是公式(22)中所使用之不同正交對的極性不是任意選擇的，而是對應至上述公式(19)或(20)之一個或多個QP中所判斷之初始相位圖的極性。
量測模式
對上述分析進行小幅度的改變可獲得一些有用的量測模式。舉例而言，例行性地將許多量測值加以平均，用以降低雜訊基準(noise floor)並改善儀器精度(instrument precision)與重複性(repeatability)。藉由上述分析，由於是在相移可被加入至用以計算相位圖之整組干涉圖時取得各個新的單一干涉圖，因此連續平均模式(continuous averaging mode)是可行的。這組干涉圖越大，最後所得到之相位圖中的相位誤差就會越小。值得注意的是，只需執行一次QP擷取或相關值分析用以估算資料極性。
一種適用於在環境干擾期間即時地(real-time)持續監控光學腔相位之模式係稱為連續相位模式。一旦量測出相位圖(如前文所述)，各個依序的QP就能藉由公式(19)充分地產生光學腔相位之另一獨立量測值。因此，只要持續地取得QP就能即時地監控光學腔相位變化。
第三種適用於即時校準干涉儀光學腔之模式係為連續相位模式之衍生(稱為連續校準模式)。連續校準模式在校準運作期間持續地監控特定的光學參數，例如度數(power)或散光(astigmatism)。當這些參數最小化時，光學腔係為最佳校準。
軟體
上述分析步驟可藉由標準編程技術(standard programming techniques)以電腦程式實現。這些程式係用以在可編程電腦或專用積體電路上執行，其中可編程電腦或專用積體電路分別包括一電子處理器、一資料儲存系統(包括記憶體及/或儲存元件)、至少一輸入裝置以及至少一輸出裝置(例如一顯示器或印表機)。程式碼係施加至輸入資料(例如來自偵測器之影像)用以執行本文中所述之功能，並且產生輸出資訊(例如相位圖、表面輪廓等等)至一個或多個輸出裝置。各個電腦程式可利用高階程序(high-level procedural)程式語言、物件導向(object-oriented)程式語言、組合語言或機器語言來實現。此外，語言可以是編譯式(compiled)語言或直譯式(interpreted)語言。各個電腦程式可被儲存至一電腦可讀取儲存媒體(例如CDROM或磁碟)，因此當電腦讀取這些電腦程式時，電腦中的處理器會執行分析以及控制本文中所述之功能。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟知技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
50．．．相移干涉系統
51．．．干涉儀
52．．．處理器
53．．．待測物體
54．．．光源
56．．．第一聚光元件
57．．．分光元件
58．．．參考物體
59．．．偵測器
60．．．第二聚光元件
61．．．第三聚光元件
63．．．機電轉換器
64．．．電子驅動器
65．．．資料擷取與儲存裝置
67．．．資料處理裝置
69．．．顯示表面起伏度裝置
第1圖係為本發明之相移干涉系統的示意圖；
第2圖係為待測表面輪廓之模擬座標圖；
第3A-3D圖分別顯示一模擬之相移干涉圖對之一實際相移增量在90度、135度、10度與-10度下，第2圖之待測表面之所計算的表面輪廓(左邊)與殘差值(右邊)，並且假設一預期相移增量為90度；
第4圖係顯示殘差均方根值對實際相移增量(-180度~180度)的函數關係圖；
第5圖係為一PSI資料擷取之示意圖，用以降低因振動而造成實際相移增量與預期相移增量之極性不同的可能性。
50‧‧‧相移干涉系統
51‧‧‧干涉儀
52‧‧‧處理器
53‧‧‧待測物體
54‧‧‧光源
56‧‧‧第一聚光元件
57‧‧‧分光元件
58．．．參考物體
59．．．偵測器
60．．．第二聚光元件
61．．．第三聚光元件
63．．．機電轉換器
64．．．電子驅動器
65．．．資料擷取與儲存裝置
67．．．資料處理裝置
69．．．顯示表面起伏度裝置

Claims (50)

  1. 一種相移干涉方法，適用於振動場合中，包括下列步驟：在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，上述待測光束與參考光束係來自一共同光源，各個干涉圖係對應至一強度圖樣，上述強度圖樣係藉由將反射回來之上述待測光束與反射回來之上述參考光束進行干涉所產生，上述干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，上述待測表面與上述參考表面定義出上述光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至上述相位序列之強度值，上述相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量；各個相移增量包括一系統成份與震動所引起的一隨機成份，上述隨機成份具有使得一相移增量之極性變得與上述系統成份之極性不同的可能性；其中記錄上述干涉圖用以產生至少兩組不同的干涉圖，第一組干涉圖包括至少一對干涉圖而第二組干涉圖包括至少一個干涉圖，其中上述第一組干涉圖中之上述至少一對干涉圖的上述相移增量發生極性改變的機率，係小於任何一對具有來自上述第二組干涉圖中之上述至少一個干涉圖之干涉圖的上述相移增量發生極性改變的機率；根據上述第一組干涉圖中之上述至少一對干涉圖，計算上述光學腔之一初始相位圖； 根據上述初始相位圖與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算至少一些上述相移增量之每一者的一估計值；以及根據上述估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算一改良相位圖。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中用以計算上述相移增量之上述所記錄之干涉圖包括來自上述第二組干涉圖中之上述至少一個干涉圖。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中計算上述估計值的步驟包括將上述光學腔之不同位置的上述干涉信號擬合至一理論光學腔之一組理論干涉信號，上述理論光學腔對應至上述初始相位圖並且上述估計值將上述理論光學腔參數化用以產生複數參數化估計值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之相移干涉方法，其中上述參數化估計值包括不同位置所共同擁有之一組相移增量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中用以記錄上述干涉圖之一電子偵測器係定義出一圖框率，並且上述第一組干涉圖中之各個干涉圖係以一積分時間所紀錄，上述積分時間係小於上述圖框率之一倒數。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之相移干涉方法，其中上述第一組干涉圖中所記錄之干涉圖包括至少一對連續干涉圖，上述至少一對連續干涉圖係在一相移增量期間所取得，並且上述相移增量橫跨上述電子偵測器之相鄰圖框。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中連續相位之各個相移增量的上述系統成份係定義出上述相移增量之一絕對強度、用以分配上述絕對強度之一時間週期以及一相位斜率，上述相位斜率係等於上述絕對強度除以上述時間週期，並且記錄上述干涉圖用以使得對應至上述第一組干涉圖中之干涉圖之各個相移增量的上述相位斜率，大於對應至上述第二組干涉圖中之上述干涉圖之相移增量的任何相位斜率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之相移干涉方法，其中上述第一組干涉圖係記錄在上述相位序列的尾端。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中上述相位序列係藉由機械式相移、波長調整、電光相位調變或聲光調變所產生。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中上述第一組干涉圖之上述相移增量之上述系統成份的絕對強度係大致上等於π /2弧度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中計算上述初始相位圖之步驟包括計算上述第一組干涉圖之上述至少一對干涉圖中之每一者的一初步相位圖，並且計算上述初步相位圖之一平均值。
  12. 如申請專利範圍第3項所述之相移干涉方法，其中上述擬合步驟包括根據下列公式擬合不同橫向位置x 之上述干涉信號I j ，用以判斷上述估計值： 其中△ j 用以定義上述相位序列；其中對應至上述初始相位圖之上述理論干涉信號；其中A (x )與B (x )係為上述所記錄之干涉信號之交流成分與直流成分；其中C j =cos(△ j )而S j =-sin(△ j )；以及其中根據從上述相位序列中判斷出上述估計值△' 。
  13. 如申請專利範圍第3項所述之相移干涉方法，其中上述擬合步驟更用以造成上述待測表面之活塞運動、傾斜以及偏斜中之至少兩者在上述相位序列期間發生改變。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，更包括儲存或輸出與上述改良相位圖有關之資訊。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之相移干涉方法，其中計算上述初始相位圖之步驟包括根據上述第一組干涉圖中之至少一些干涉圖，而不是根據上述第二組干涉圖中之干涉圖，來判斷上述初始相位圖之極性。
  16. 一種相移干涉方法，包括：在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，上述待測光束與參考光束係來自一共同光源，各個干涉圖係對應至一強度圖樣，上述強度圖樣係藉由將反射回來之上述待測光束與反射回來之上述參考光束進行 干涉所產生，上述干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，上述待測表面與上述參考表面定義出上述光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至上述相位序列之強度值，上述相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量；其中用以記錄上述干涉圖之一電子偵測器係定義出一圖框率，上述所記錄之干涉圖包括一第一組干涉圖，上述第一組干涉圖包括至少一對干涉圖，並且上述至少一對干涉圖中之每一者係以一積分時間所記錄，上述積分時間係小於上述圖框率之一倒數；根據上述第一組干涉圖中之上述至少一對干涉圖，計算上述光學腔之一初始相位圖；根據上述初始相位圖與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算至少一些上述相移增量之每一者的一估計值；以及根據上述估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算一改良相位圖。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之相移干涉方法，其中上述第一組干涉圖中所記錄之干涉圖包括至少一對連續干涉圖，上述至少一對連續干涉圖係在一相移增量期間所取得，並且上述相移增量橫跨上述電子偵測器之相鄰圖框。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之相移干涉方法，其中計算上述估計值的步驟包括將上述光學腔之不同位置的上述干涉信號擬合至一理論光學腔之一組理論干涉信號， 上述理論光學腔對應至上述初始相位圖並且上述估計值將上述理論光學腔參數化用以產生複數參數化估計值。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之相移干涉方法，其中上述參數化估計值包括不同位置所共同擁有之一組相移增量。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之相移干涉方法，其中第一組干涉圖包括多對連續干涉圖，上述多對連續干涉圖中之每一者係以上述積分時間所紀錄，上述多對連續干涉圖中之每一者係在一相移增量期間所取得，並且上述相移增量橫跨上述電子偵測器之相鄰圖框。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之相移干涉方法，其中計算上述初始相位圖之步驟包括計算上述第一組干涉圖之上述至少一對干涉圖中之每一者的一初步相位圖，並且計算上述初步相位圖之一平均值。
  22. 如申請專利範圍第16項所述之相移干涉方法，其中計算上述初始相位圖之步驟包括根據上述第一組干涉圖中之至少一些干涉圖，而不是根據上述第二組干涉圖中之干涉圖，來判斷上述初始相位圖之極性。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之相移干涉方法，其中計算上述初始相位圖之步驟更包括根據一個或多個上述所記錄之干涉信號來識別一對或多對所記錄之干涉圖係大致上彼此正交，並且根據所識別之正交干涉圖對來判斷上述初始相位圖之一絕對強度。
  24. 如申請專利範圍第16項所述之相移干涉方法，其 中上述相位序列係藉由機械式相移、波長調整、電光相位調變或聲光調變所產生。
  25. 一種相移干涉系統，適用於振動場合中，包括：一相移干涉裝置，包括一光源、一相移干涉儀以及一電子偵測器，上述相移干涉裝置用以在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，上述待測光束與參考光束係來自對應至上述光源之一共同光源；各個干涉圖係對應至一強度圖樣，上述強度圖樣係藉由將反射回來之上述待測光束與反射回來之上述參考光束進行干涉所產生，上述干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，上述待測表面與上述參考表面定義出上述光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至上述相位序列之強度值，上述相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量；各個相移增量包括上述相移干涉儀所分配之一系統成份與震動所引起的一隨機成份，上述隨機成份具有使得一相移增量之極性變得與上述系統成份之極性不同的可能性；其中上述相移干涉裝置用以記錄上述干涉圖以便產生至少兩組不同的干涉圖，第一組干涉圖包括至少一對干涉圖而第二組干涉圖包括至少一個干涉圖，其中上述第一組干涉圖中之上述至少一對干涉圖的上述相移增量發生極性改變的機率，係小於任何一對具有來自上述第二組干涉圖 中之上述至少一個干涉圖之干涉圖的上述相移增量發生極性改變的機率；以及一電子處理器，耦接至上述相移干涉裝置，其中上述電子處理器係用以：(1)根據上述第一組干涉圖中之上述至少一對干涉圖計算上述光學腔之一初始相位圖；(2)根據上述初始相位圖與至少一些上述所記錄之干涉圖計算至少一些上述相移增量之每一者的一估計值；以及(3)根據上述估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖計算一改良相位圖。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之相移干涉系統，其中藉由上述電子處理器計算上述估計值的步驟包括將上述光學腔之不同位置的上述干涉信號擬合至一理論光學腔之一組理論干涉信號，上述理論光學腔對應至上述初始相位圖並且上述估計值將上述理論光學腔參數化用以產生複數參數化估計值。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之相移干涉系統，其中上述電子偵測器係根據一圖框率記錄上述干涉圖，並且上述相移干涉裝置用以將上述干涉圖記錄至上述第一組干涉圖以便包括至少一對連續干涉圖，上述至少一對連續干涉圖中之每一者係以一積分時間所紀錄，上述積分時間係小於上述圖框率之一倒數，其中上述至少一對連續干涉圖中之每一者係在一相移增量期間所取得，並且上述相移增量橫跨上述電子偵測器之相鄰圖框。
  28. 如申請專利範圍第25項所述之相移干涉系統，其中連續相位之各個相移增量的上述系統成份係定義出上述 相移增量之一絕對強度、用以分配上述絕對強度之一時間週期以及一相位斜率，上述相位斜率係等於上述絕對強度除以上述時間週期，並且上述相移干涉裝置用以記錄上述干涉圖使得對應至上述第一組干涉圖中之干涉圖之各個相移增量的上述相位斜率，大於對應至上述第二組干涉圖中之上述干涉圖之相移增量的任何相位斜率。
  29. 一種相移干涉系統，包括：一相移干涉裝置，包括一光源、一相移干涉儀以及一電子偵測器，上述相移干涉裝置用以在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，上述待測光束與參考光束係來自對應至上述光源之一共同光源；各個干涉圖係對應至一強度圖樣，上述強度圖樣係藉由將反射回來之上述待測光束與反射回來之上述參考光束進行干涉所產生，上述干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，上述待測表面與上述參考表面定義出上述光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至上述相位序列之強度值，上述相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量；其中上述電子偵測器係根據一圖框率記錄上述干涉圖，並且上述相移干涉裝置用以紀錄上述干涉圖，使得上述相移干涉裝置所記錄之干涉圖包括一第一組干涉圖，上述第一組干涉圖包括至少一對干涉圖，並且上述至少一對干涉圖中之每一者係以一積分時間所記錄，上述積分時間 係小於上述圖框率之一倒數；以及一電子處理器，耦接至上述相移干涉裝置，其中上述電子處理器係用以：(1)根據上述第一組干涉圖中之上述至少一對干涉圖計算上述光學腔之一初始相位圖；(2)根據上述初始相位圖與至少一些上述所記錄之干涉圖計算至少一些上述相移增量之每一者的一估計值；以及(3)根據上述估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖計算一改良相位圖。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之相移干涉系統，其中上述相移干涉裝置更用以使得上述第一組干涉圖中之所記錄的干涉圖包括至少一對連續干涉圖，上述至少一對連續干涉圖係在一相移增量期間所取得，並且上述相移增量橫跨上述電子偵測器之相鄰圖框。
  31. 一種相移干涉方法，包括：在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，上述待測光束與參考光束係來自一共同光源，各個干涉圖係對應至一強度圖樣，上述強度圖樣係藉由將反射回來之上述待測光束與反射回來之上述參考光束進行干涉所產生，上述干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，上述待測表面與上述參考表面定義出上述光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至上述相位序列之強度值，上述相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量；根據至少一些上述所記錄之干涉圖，計算上述光學腔 之一初始相位圖；根據上述初始相位圖與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算至少一些上述相移增量之每一者的一估計值；以及根據上述估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算一改良相位圖；其中各個相移增量包括一系統成份與震動所引起的一隨機成份；其中計算上述估計值之步驟包括根據與至少一些上述相移增量之上述系統成份有關的資訊，來判斷上述估計值之極性。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，其中判斷上述估計值之極性包括計算關於上述系統成份之資訊與上述估計值之正極性之間的相關值，以及計算關於上述系統成份之資訊與上述估計值之負極性之間的相關值。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，其中計算上述初始相位圖之步驟更包括根據一個或多個上述所記錄之干涉信號來識別一對或多對所記錄之干涉圖係大致上彼此正交。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之相移干涉方法，其中上述識別步驟用以辨識出複數正交對，並且計算上述初始相位圖之步驟更包括計算上述正交對中之每一者的一初步相位圖，將所有上述初步相位圖之極性設定為相同，以及計算上述初步相位圖之一平均值用以提供上述初始相位 圖。
  35. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，其中計算上述估計值的步驟包括將上述光學腔之不同位置的上述干涉信號擬合至一理論光學腔之一組理論干涉信號，上述理論光學腔對應至上述初始相位圖並且上述估計值將上述理論光學腔參數化用以產生複數參數化估計值。
  36. 如申請專利範圍第35項所述之相移干涉方法，其中上述參數化估計值包括不同位置所共同擁有之一組相移增量。
  37. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，其中用以記錄上述干涉圖之一電子偵測器係定義出一圖框率，並且至少一對連續干涉圖係以一積分時間所紀錄，上述積分時間係小於上述圖框率之一倒數，其中上述至少一對連續干涉圖係在一相移增量期間所取得，並且上述相移增量橫跨上述電子偵測器之相鄰圖框。
  38. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，其中上述相位序列係藉由機械式相移、波長調整、電光相位調變或聲光調變所產生。
  39. 如申請專利範圍第35項所述之相移干涉方法，其中上述擬合步驟包括根據下列公式擬合不同橫向位置x 之上述干涉信號I j ，用以判斷上述估計值： 其中△ j 用以定義上述相位序列； 其中對應至上述初始相位圖之上述理論干涉信號；其中A (x )與B (x )係為上述所記錄之干涉信號之交流成分與直流成分；其中C j =cos(△ j )而S j =-sin(△ j )；以及其中根據從上述相位序列中判斷出上述估計值△' 。
  40. 如申請專利範圍第35項所述之相移干涉方法，其中上述擬合步驟更用以造成上述待測表面之活塞運動、傾斜以及偏斜中之至少兩者在上述相位序列期間發生改變。
  41. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，更包括儲存或輸出與上述改良相位圖有關之資訊。
  42. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，其中根據上述所計算之相移增量來計算上述改良相位圖的步驟包括：根據上述估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算一中間相位圖；根據上述中間相位圖與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算上述相移增量之每一者的一改良估計值；以及根據上述改良估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖，計算上述改良相位圖。
  43. 如申請專利範圍第31項所述之相移干涉方法，其中根據上述估計值計算上述改良相位圖的步驟包括將位於各個不同橫向位置之上述所記錄之干涉信號擬合至上述所 計算之估計值的一正弦函數，用以判斷位於各個位置上之一光學腔相位。
  44. 如申請專利範圍第43項所述之相移干涉方法，其中上述正弦函數用以產生上述所記錄之干涉信號的一個或多個諧波，以便模擬上述光學腔中之多重反射。
  45. 一種相移干涉系統，包括：一相移干涉裝置，包括一光源、一相移干涉儀以及一電子偵測器，上述相移干涉裝置用以在一待測表面反射回來之一待測光束與一參考表面反射回來之一參考光束之間記錄一相位序列中之各個相位的一干涉圖，上述待測光束與參考光束係來自對應至上述光源之一共同光源；各個干涉圖係對應至一強度圖樣，上述強度圖樣係藉由將反射回來之上述待測光束與反射回來之上述參考光束進行干涉所產生，上述干涉圖定義出一光學腔之各個不同橫向位置的一干涉信號，上述待測表面與上述參考表面定義出上述光學腔，各個干涉信號包括一連串對應至上述相位序列之強度值，上述相位序列中之各對相位之間的相位差定義出一對應之相移增量；各個相移增量包括上述相移干涉儀所分配之一系統成份與震動所引起的一隨機成份；以及一電子處理器，耦接至上述相移干涉裝置，其中上述電子處理器係用以：(1)根據至少一些上述所記錄之干涉圖計算上述光學腔之一初始相位圖；(2)根據上述初始相位圖與至少一些上述所記錄之干涉圖計算至少一些上述相移增 量之每一者的一估計值；以及(3)根據上述估計值與至少一些上述所記錄之干涉圖計算一改良相位圖；其中藉由上述電子處理器計算上述估計值之步驟包括根據與至少一些上述相移增量之上述系統成份有關的資訊，來判斷上述估計值之極性。
  46. 如申請專利範圍第45項所述之相移干涉系統，其中藉由上述電子處理器判斷上述估計值之極性包括計算關於上述系統成份之資訊與上述估計值之正極性之間的相關值，以及計算關於上述系統成份之資訊與上述估計值之負極性之間的相關值。
  47. 如申請專利範圍第45項所述之相移干涉系統，其中藉由上述電子處理器計算上述初始相位圖之步驟包括根據一個或多個上述所記錄之干涉信號來識別一對或多對所記錄之干涉圖係大致上彼此正交。
  48. 如申請專利範圍第47項所述之相移干涉系統，其中上述識別步驟用以辨識出複數正交對，並且藉由上述電子處理器計算上述初始相位圖之步驟更包括計算上述正交對中之每一者的一初步相位圖，將所有上述初步相位圖之極性設定為相同，以及計算上述初步相位圖之一平均值用以提供上述初始相位圖。
  49. 如申請專利範圍第46項所述之相移干涉系統，其中藉由上述電子處理器計算上述估計值的步驟包括將上述光學腔之不同位置的上述干涉信號擬合至一理論光學腔之一組理論干涉信號，上述理論光學腔對應至上述初始相位 圖並且上述估計值將上述理論光學腔參數化用以產生複數參數化估計值。
  50. 如申請專利範圍第49項所述之相移干涉系統，其中上述參數化估計值包括不同位置所共同擁有之一組相移增量。
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