基于剪切干涉的近场显微探测光束定心方法技术

本发明专利技术属于精密工程技术领域，具体为一种基于剪切干涉的近场显微探测光束定心方法。方法步骤如下：在原子力显微系统中，从样品下方将激光束聚焦在探针针尖上，入射光束和样品夹角40°~50°；从斜上方安装凸透镜，将散射的发散光束变为近似平行光；然后放置剪切分光板，形成剪切干涉光路，剪切光束和分光板夹角60°~70°；在反射光束上放置探测屏，通过干涉条纹判断探测光束在探针针尖的定心情况。本发明专利技术的优点在于，有效利用了激光干涉的高灵敏度，通过剪切干涉的整体条纹图像判断定心偏差；且干涉光束不穿过被测样品，不受样品表面起伏和材料特性的干扰，可以实现探测激光束的准确聚焦，对于提高近场显微测量的效率与精度有重要意义。

Near-field microprobe beam centering method based on shear interferometry

The invention belongs to the field of precision engineering technology, in particular to a near-field microscopic detection beam centering method based on shear interference. The steps of the method are as follows: in the atomic force microscopy system, the laser beam is focused on the tip of the probe from the bottom of the sample, and the angle between the incident beam and the sample is 40 ~50; convex lens is installed from the top of the oblique to change the scattered divergent beam into approximate parallel light; then a shear splitter is placed to form a shear interference path, shear beam and splitting. The angle between the light plate is 60 ~70. The detection screen is placed on the reflecting beam, and the centralization of the probe tip is judged by interference fringes. The advantages of the present invention are that the high sensitivity of laser interference is effectively utilized to judge the centering deviation by the whole fringe image of shearing interference, and the interference beam does not pass through the measured sample, and is not disturbed by the surface fluctuation of the sample and material characteristics, so that the accurate focusing of the detection laser beam can be realized, and the near-field microscopic measurement can be improved. Efficiency and accuracy are of great significance.

【技术实现步骤摘要】
基于剪切干涉的近场显微探测光束定心方法
本专利技术属于精密工程
，具体为一种原子力显微镜中近场光学探测光束的定心方法。
技术介绍
在现代微纳加工与精密测量中，原子力显微镜是常用的形貌测量与原子操纵工具。对于透明样品，透射式近场光学显微镜可以激发表面等离激元，突破衍射极限，显著提高测量分辨率。于是可以将二者相结合，将激光光束直接照射在原子力针尖上，利用针尖的近场增强效应实现超分辨光学测量的效果。入射光束只有最佳定心在探测针尖上时，光的利用效率才最高，而且出射的波前接近球面波，畸变较小，可以较容易地从探测图像中解析被测样品的信息。但是光束的定心有两个技术难题：1.信号探测器一般放在与入射激光束对称的一边，也位于样品的下方，也即探测信号同样受到被测样品表面起伏以及折射率变化的影响，所以不能保证探测过程中信号光束一直最佳投射到探测器上，也即探测信号的总能量不能作为在针尖定心的直接判据；2.从针尖衍射/散射的信号反映了定心的情况，可以利用波前像差作为判据。但是目前常用的Shack-Hartmann波前检测仪结构复杂，而且需要采集多幅图像，实时响应能力较差。况且，这里只需要准确定心，而不需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于剪切干涉的近场显微测量探测光束定心方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）在原子力显微镜基础上搭建近场光学探测光路，系统分三部分：聚焦光路、探测光路和剪切干涉光路；聚焦光路中包括一凸透镜，设置在样品下方，将激光束发射的平行光由凸透镜聚焦，使其对准探针针尖，入射光束和样品夹角40°~50°；探测光路中包括一信号探测器、一凸透镜，设置在样品的下方，位于聚焦光路对称的位置；从探针针尖衍射的光波在样品表面激励得到表面等离激元，实现超分辨测量；剪切干涉光路中包括依次排布的一凸透镜、一剪切分光板；该剪切干涉光路设置在样品上方，剪切干涉光路和入射光束偏转角大于等于10°；凸透镜将衍射波前准直为平行...

【技术特征摘要】
1.一种基于剪切干涉的近场显微测量探测光束定心方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）在原子力显微镜基础上搭建近场光学探测光路，系统分三部分：聚焦光路、探测光路和剪切干涉光路；聚焦光路中包括一凸透镜，设置在样品下方，将激光束发射的平行光由凸透镜聚焦，使其对准探针针尖，入射光束和样品夹角40°~50°；探测光路中包括一信号探测器、一凸透镜，设置在样品的下方，位于聚焦光路对称的位置；从探针针尖衍射的光波在样品表面激励得到表面等离激元，实现超分辨测量；剪切干涉光路中包括依次排布的一凸透镜、一剪切分光板；该剪切干涉光路设置在样品上方，剪切干涉光路和入射光束偏转角大于等于10°；凸透镜将衍射波前准直为平行光，经过剪切分光板形成干涉；所述剪切分光板前表面镀半透半反膜，后表面镀反射膜；从剪切分光板反射的平行干涉光束投射到一接收屏上，接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥朝，程宇，徐敏，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31