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衍射光学元件(DOE)表面形貌的测量需要解决因表面结构深度较大和表面不连续给测量带来的困难.本文将双波长测量法的思想推广应用到不连续深结构表面的测量,并提出了一种新型数据处理方法,有效地克服了这些困难.理论分析和测量结果表明,基于这些方法的三维表面形貌测量系统纵向分辨率为0.5 nm,横向分辨率约为0.5 μm(NA=0.4),在整个纵向测量范围内重复测量精度优于1.3 nm,满足了衍射光学元件表面形貌测量的需要.