近日，清華深圳國際研究生院李星輝、王曉浩團隊首次提出基于光譜共焦技術(shù)的光譜反射率測量系統(tǒng)。綜合光學(xué)色散現(xiàn)象及共聚焦技術(shù)，通過設(shè)計并優(yōu)化色散物鏡，限制入射角度并改善光斑質(zhì)量，采用創(chuàng)新的共光路自參考策略掃描待測表面，高效提取其反射光譜響應(yīng)。這項工作為高精度表面光譜分析開辟了一條新的途徑。

光譜共焦技術(shù)利用波長來編碼軸向位置，可實現(xiàn)待測表面位置的高精度探測，是當(dāng)前光學(xué)精密測量的重要手段之一，為精密/超精密制造、半導(dǎo)體量測、基礎(chǔ)科學(xué)研究等領(lǐng)域提供可靠的尺寸信息。但目前光譜共焦技術(shù)仍面臨著物鏡成像質(zhì)量差、光源光譜幅值抖動等技術(shù)問題。為此，該團隊陸續(xù)提出了多種解決思路，如色散物鏡集成超分辨光闌、分光路參考策略消除光源波動、虛擬像素插值提取聚焦波長等，設(shè)計并搭建了試驗測試和應(yīng)用系統(tǒng)，達(dá)到了改善成像質(zhì)量、提高聚焦波長提取穩(wěn)定性、校正系統(tǒng)性無效色差等有益效果，極大改善了色散共焦技術(shù)在位移測量中的穩(wěn)定性和分辨率，實現(xiàn)了對透明菲涅爾透鏡、超精密圓柱等的高精度輪廓重構(gòu)。

上述研究成果分別以Self-reference dispersion correction for chromatic confocal displacement measurement和A new method to measure spectral reflectance and film thickness using a modified chromatic confocal sensor為題，先后發(fā)表在Optics and Lasers in Engineering上，其他相關(guān)研究成果發(fā)表在Optics Express、Sensors、Nanomanufacturing and Metrology等期刊上，同時對部分創(chuàng)新成果申請了專利保護。相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金、深圳市科技創(chuàng)新委員會基礎(chǔ)研究學(xué)科布局/穩(wěn)定支持等項目的支持。