Optics Express 2025|用于测量大高度复杂阶跃样品的增强型双波长数字全息

纳米到微米的多步复杂结构在精密制造中有着广泛的应用。这些大高度复杂台阶样品的准确、快速测量对于产品质量控制和制造技术的发展至关重要。然而，传统的光学干涉测量方法面临着时间消耗、高噪声水平或系统复杂性等挑战，因为在应用于此类样品时同时要求高精度和大测量范围。为了解决这些问题，我们提出了一种基于Y-Net的学习增强双波长数字全息（LeDWDH）。双波长数字全息技术仅使用单个双波长复用干涉图，就为样品的最大步进高度提供了足够的测量范围。双波长数字全息术获得的两个包裹相位作为Y-Net的输入，而扫描白光干涉术获得的三维形态作为标签。一个二比一的Y-Net被训练来建立它们之间的关系，导致LeDWDH克服了高精度和大测量范围之间的权衡。在测量步长分别为75 nm、1µm和5µm的复杂步长样品时，每步的测量误差均小于10 nm，表明该方法对大高度复杂步长样品具有较高的精度和较大的测量范围。特别是该方法仅使用一帧双波长复用干涉图，大大简化了测量系统，为此类样品的动态测量提供了一种新的策略。