提出一种融合共焦显微技术和偏振干涉技术的偏振干涉共焦显微测量方法.利用共焦技术进行准确的焦点定位,以获得最佳的测量光斑;同时,利用照射到台阶边缘的不同偏振方向(平行和垂直于台阶边缘)的线偏振光反射后产生的相位变化不同这一特性,进行边缘定位.相位变化是利用外差干涉测相的方法得到的.这一系统完全符合共光路原则,有很强的抗干扰能力.利用该系统对标准线宽样板进行了测量,测量结果与中国计量科学研究院用原子力显微镜测量的结果,以及厂商提供的可溯源到美国NIST光学线宽标准的测量值都符合的很好;还对同一刻线进行了5次重复性测量,其极限偏差为20 nm.

新型驱动电机和高速传动器件的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1000 mm/s,而目前商用外差干涉仪的测量速度不能完全满足这一要求.为此,研制了一种基于5 MHz频差双频激光器的高测速干涉仪,理论上的最高测量速度可达1580 mm/s.通过实验对测量速度和计数频率进行了检测,结果证明,这种干涉仪可以达到的最高测量速度为980 mm/s,外触发计数频率达11kHz.