测量技术正不断向着精密化、智能化、集成化的方向发展, 具有代表性的光谱共焦测量技术是在激光共焦显微技术的基础上发展而来, 利用色散原理和光谱仪解码分析实现高精度测量。光谱共焦测量技术可进行位移测量、三维重建、表面粗糙度检测和厚度检测, 具有无接触、高效率、在线测量等优点, 在精密测量中发挥着重要作用, 被广泛应用于微电子、工程材料、生物医学和航空航天等领域。近年来, 光谱共焦系统在光学系统结构、光学镜头设计、光源优化和数据处理算法等各个方面取得了重大进展。文章对光谱共焦测量技术进行综述, 论述了光谱共焦测量技术相较于其他测量方法的优势, 综述了光谱共焦技术的测量原理、发展历程与应用进展, 并对光谱共焦测量技术的发展趋势进行了展望。

太赫兹双轴反射式共焦扫描成像技术可穿透非极性非金属材料并实现高分辨三维成像，因此具有广泛的研究和应用价值；其二维成像质量与物体轴向位置有很大关系。利用2.52 THz双轴反射式共焦扫描成像系统进行了物体轴向位置对二维成像质量的影响实验。引入线对比度和区域对比度客观描述成像质量，主客观评价基本吻合。

为了实现高效、准确的检测和定位微结构如光刻掩模版的边缘轮廓，提出了一种差动共焦显微(DCM)边缘轮廓检测方法，并对该方法进行了原理仿真分析和实验验证。该方法具有在焦点的过零阶跃触发特性。利用该特性，该方法可以实时得到样品二值化边缘轮廓图像，极大地提高了边缘轮廓检测效率。理论分析和仿真表明，该方法边缘定位准确，不受边缘形状、方向和样品有效反射率的影响，可以有效抑制噪声和干扰。5 μm周期台阶标准样品周期测量对比实验表明，该方法所得边缘轮廓能够实现高精度的横向尺寸测量,因此能够用于微结构的快速工业边缘轮廓成像检测。

共焦显微术是一种重要的微小物体成像技术，由于具有高精度、高分辨率及容易实现三维重构图像的优势而被广泛应用于微纳三维形貌测量。近年来，并行共焦显微检测技术引起各国专家的广泛关注，该技术将单点扫描变为多路同时并行探测，大大提高了三维检测速度。综述了并行共焦显微检测技术的基本原理，系统论述了近年来国内外在并行共焦显微检测技术方面的研究进展以及作者在这方面的研究。按照实现并行检测的方法对7种并行共焦显微检测技术进行了分类介绍，并指出了各种方法的优缺点。最后总结了目前存在的技术难题，分析了未来的发展趋势，为我国进一步开展此项研究提供技术参考。

采用几何光学方法对共焦系统扫描时产生的扫描深度与厚度失真进行了理论分析,对名义扫描深度与实际扫描深度之间的关系进行了研究.以若丹明6G薄膜与玻片组成的多层样品为模型,对其进行了模拟计算,得到了扫描深度与厚度失真与系统数值孔径、折射率和样品厚度之间的关系.在实验上分别采用单光子荧光和双光子荧光作为检测信号,在反射式共焦扫描系统上进行了纵向扫描实验,并与模拟计算的结果进行了比较和分析.

台阶高度是微电子产品的一个重要性能参数。基于双频激光干涉共焦显微系统(DICM)提出了一种微电子掩膜板台阶高度测量的扫描方法,在共焦显微扫描样品表面,当光强达到最大值时,将采样外差干涉的相位作为精确对准的判据。该扫描方法集中融合了外差干涉测量和共焦显微测量的优点,同时实现了高分辨率与较大量程的测量,该系统测量台阶高度的范围取决于Z向位移扫描仪PI-Foc的扫描范围,可达数十甚至近百微米。实验结果表明该系统在普通恒温的实验条件下1 h内的漂移不超过5 nm,该系统已经用于20 μm高台阶的测量,对准分辨率为0.1 nm,实验结果与台阶高度实际值有很好的一致性。

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)以其散射强度高、方向性好、背景干扰小等优点成为分子研究的有力工具,CARS显微镜不仅可以对样品进行光谱研究,还可以对其进行功能性成像,提高了分子分析的信息量。介绍了CARS显微术的理论结果、不同结构及其在生物学领域的应用等。

根据矢量衍射理论,提出了一种设计纯相位型光瞳滤波器的新方法.根据该方法所设计的滤波器主要应用于采用高数值孔径显微物镜的成像系统.对点扩散函数中的指数因子进行二次近似处理后,可以得到超分辨参量与滤波器参量的近似关系式.以三区相位型滤波器为例,讨论了该近似关系式的有效性.给出一个设计实例,根据所要求的超分辨性能要求设计滤波器.模拟结果表明,该滤波器达到了设计要求,最后利用共焦系统点扩散函数的乘积特性,大大减弱了旁瓣的影响.

提出了一种以低频差横向塞曼双频激光器作光源的外差干涉共焦显微测量系统，该系统通过共焦显微的光强测量进行粗定位，其轴向台阶高度测量范围在5 μm以上。同时采用相位测量技术，实现了对半波长的3600细分，从而使测量分辨率达到0.1 nm。由此同时满足了高测量精度和较大测量范围的要求。实验结果表明系统在没有恒温的普通实验室条件下1 h内的漂移不超过15 nm，与差动纳米双频干涉仪的比对结果线性系数在0.9999以上，非线性误差约10 nm。