检测设备和检测方法技术

本发明专利技术构思提供一种检测设备和检测方法，本发明专利技术构思包括：使光线性偏振；将线性偏振的光分离成第一光和第二光；将第一光和第二光调制成具有相位差以产生输出波光；将输出波光转换为在第一方向上具有线性线形，以将转换的输出波光照射到被测量对象；接收从被测量对象出来的测量光，并使所述测量光的第一光和第二光线性偏振以产生干涉光；以及从所述干涉光获得被测量对象的图像。所述被测量对象可在与第一方向相交的第二方向上被扫描，或者可围绕与第一方向和第二方向垂直的第三方向上的轴旋转地被扫描，从而以实时速度获得沿二维空间轴的空间光谱椭偏信息(例如，光谱椭偏立方信息)。

【技术实现步骤摘要】
检测设备和检测方法本申请要求于2018年12月31日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0173269号韩国专利申请和于2019年10月1日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0121610号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用被包含于此。
本专利技术构思涉及检测设备和检测方法，并且更具体地，涉及测量被测量对象的图像的检测设备和检测方法。
技术介绍
成像技术已被广泛地用于调查和研究实时改变的物理现象，并且可应用于各种诊断和检测工具。基于偏振的成像技术是适用于不同领域的高分辨率和高精度测量技术中的一种。大多数偏振测量技术需要机械旋转偏振器机构或电子偏振调制装置。然而，采用机械机构或电子偏振调制的偏振测量技术具有硬件构造复杂和测量时间长的劣势。
技术实现思路
本专利技术构思的一些示例实施例提供了一种能够高速测量图像的检测设备和检测方法。根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种检测设备可包括：光发生器，产生光；第一线性偏振器，使光线性偏振；偏振干涉仪，将线性偏振的光分离为第一光和第二光，并对所述第一光和所述第二光进行调制以具有相位差信息；线转换器，将输出波光转换成在第一方向上具有线性线形并且向被测量对象提供线形的输出波光，所述输出波光是从偏振干涉仪出来的；扫描仪，装载被测量对象，所述扫描仪被配置为使得所述被测量对象在与所述第一方向相交的第二方向上被扫描，或者围绕与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上的轴旋转地被扫描；第二线性偏振器，接收测量光并且使所述测量光的第一光和第二光线性偏振以产生干涉光，所述测量光来自通过所述被测量对象的输出波光或从所述被测量对象反射的输出波光；以及成像光谱仪，接收所述干涉光以获得被测量对象的图像。在特定实施例中，所述线转换器可以是在所述第一方向上伸长的柱面透镜。在特定实施例中，所述检测设备还可包括成像透镜，所述成像透镜将所述干涉光转换成在所述第一方向上具有线性线形，并且向所述成像光谱仪提供所述线形的干涉光。在特定实施例中，所述第一方向和所述第二方向可彼此垂直。在特定实施例中，所述偏振干涉仪可包括：偏振分离器，将线性偏振光分离为第一光和第二光，所述偏振分离器包括入射表面，所述线性偏振的光入射在入射表面上，第一反射表面，所述第一光入射在第一反射表面上，以及第二反射表面，所述第二光入射在第二反射表面上，其中，所述第一反射表面面对所述入射表面，并且其中，所述第一反射表面和所述第二反射表面彼此相邻；第一镜，在所述第一反射表面上；以及第二镜，在所述第二反射表面上。在特定实施例中，所述第一光在所述第一反射表面和所述第一镜之间往复行进的光程的长度可与所述第二光在所述第二反射表面和所述第二镜之间往复行进的光程的长度不同。所述第一光和所述第二光之间的光程差可以是10μm至100μm。在特定实施例中，所述第一镜和所述第二镜可具有偏离垂直方向的角度。偏离的角度可在0.02°至0.1°的范围内。在特定实施例中，所述输出波光可以以偏离垂直于被测量对象的方向的测量角照射，并且所述测量光可以以偏离垂直于被测量对象的方向的测量角反射。所述输出波光的传播方向、所述测量光的传播方向和所述第二方向可设置在同一平面上。在特定实施例中，所述偏振分离器可以是非偏振光束分离器，并且所述偏振干涉仪还可包括：第一子线性偏振器，在所述偏振分离器的第一反射表面和第一镜之间；以及第二子线性偏振器，在所述偏振分离器的第二反射表面和第二镜之间，其中，所述第一子线性偏振器和所述第二子线性偏振器具有高达90°的偏振差。所述线转换器可设置在所述偏振干涉仪和所述被测量对象之间。在特定实施例中，所述偏振分离器可以是偏振光束分离器，并且所述检测设备还可包括在所述第一线性偏振器和所述偏振干涉仪之间的非偏振光束分离器，所述非偏振光束分离器向所述偏振干涉仪提供线性偏振的光，并向被测量对象提供输出波光。所述线转换器可设置在所述非偏振光束分离器和所述被测量对象之间。在特定实施例中，所述输出波光可垂直地入射在被测量对象上，并且所述测量光可从所述被测量对象垂直地反射。在特定实施例中，所述检测设备还可包括非偏振光束分离器，所述非偏振光束分离器与所述偏振干涉仪相邻并且向所述被测量对象提供所述输出波光。所述线转换器可设置在所述偏振干涉仪和所述非偏振光束分离器之间。所述输出波光可通过所述线转换器和所述非偏振光束分离器提供给所述被测量对象，并且所述测量光可通过所述非偏振光束分离器提供给所述第二线性偏振器。在特定实施例中，所述干涉光可垂直地入射在所述成像光谱仪上。在特定实施例中，从所述光发生器产生的光可以是白光。在特定实施例中，所述第一光和所述第二光分别可以是P偏振波和S偏振波。根据本专利技术构思的一些示例实施例，一种检测方法可包括：使光线性偏振；将线性偏振的光分离成第一光和第二光；将第一光和第二光调制成具有相位差以产生输出波光；将输出波光转换为在第一方向上具有线性线形，以将转换的输出波光照射到被测量对象；接收从被测量对象出来的测量光，并使所述测量光的第一光和第二光线性偏振以产生干涉光；以及从所述干涉光获得被测量对象的图像。所述被测量对象可在与第一方向相交的第二方向上被扫描，或者围绕与第一方向和第二方向垂直的第三方向上的轴旋转地被扫描。在特定实施例中，所述检测方法还可包括：将所述干涉光转换为在所述第一方向上具有线性线形。在特定实施例中，所述光可以是单色光，并且所述光的波长可以是可变的。在特定实施例中，所述光可以是白光。在特定实施例中，所述检测方法还可包括：从所述干涉光获得关于所述第一方向的轴、所述第二方向的轴和所述光的波长轴的空间光谱椭偏信息。被测量对象的图像可从空间光谱椭偏信息中提取。在特定实施例中，所述第一光和所述第二光分别可以是P偏振波和S偏振波。在特定实施例中，所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。附图说明图1示出了示出根据本专利技术构思的第一实施例的示例的检测设备的简化示意图。图2A示出了在根据本专利技术构思的第一实施例的示例的成像光谱仪中测量的干涉条纹图像的示例。图2B示出了在图2A中所示的空间轴上的一个位置处关于波长的光谱干涉信号。图3示出了通过对图2A中所示的干涉条纹图像的傅立叶变换产生的空间光谱频率图像的示例。图4示出了关于通过对图3中所示的空间光谱频率图像的傅立叶逆变换获得的一维空间上的光谱椭偏相位差的信息的示例。图5示出了示出通过根据本专利技术构思的检测设备测量的在x＝8.353处的各种波长的光谱椭偏相位差信息与通过商用设备测量的光谱椭偏相位差信息之间的比较的曲线图。图6示出了根据本专利技术构思的在二维空间上以立方单元的形式测量的光谱椭偏信息。图7示出了示出根据本专利技术构思的第一实施例的检测设备的示例的简化示意图。图8示出了示出根据本专利技术构思的第一实施例的检测设备的示例的简化示意图。图9示出了示出根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测设备，包括：/n光发生器，产生光；/n第一线性偏振器，使光线性偏振；/n偏振干涉仪，将线性偏振的光分离为第一光和第二光，并对所述第一光和所述第二光进行调制以具有相位差信息；/n线转换器，将输出波光转换成在第一方向上具有线性线形并且向被测量对象提供线形的输出波光，所述输出波光是从所述偏振干涉仪出来的；/n扫描仪，装载被测量对象，所述扫描仪被配置为使得所述被测量对象在与所述第一方向相交的第二方向上被扫描，或者围绕与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上的轴旋转地被扫描；/n第二线性偏振器，接收测量光并且使所述测量光的第一光和第二光线性偏振以产生干涉光，所述测量光来自通过所述被测量对象的输出波光或从所述被测量对象反射的输出波光；以及/n成像光谱仪，接收所述干涉光以获得被测量对象的图像。/n

【技术特征摘要】
20181231 KR 10-2018-0173269;20191001 KR 10-2019-011.一种检测设备，包括：
光发生器，产生光；
第一线性偏振器，使光线性偏振；
偏振干涉仪，将线性偏振的光分离为第一光和第二光，并对所述第一光和所述第二光进行调制以具有相位差信息；
线转换器，将输出波光转换成在第一方向上具有线性线形并且向被测量对象提供线形的输出波光，所述输出波光是从所述偏振干涉仪出来的；
扫描仪，装载被测量对象，所述扫描仪被配置为使得所述被测量对象在与所述第一方向相交的第二方向上被扫描，或者围绕与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上的轴旋转地被扫描；
第二线性偏振器，接收测量光并且使所述测量光的第一光和第二光线性偏振以产生干涉光，所述测量光来自通过所述被测量对象的输出波光或从所述被测量对象反射的输出波光；以及
成像光谱仪，接收所述干涉光以获得被测量对象的图像。


2.根据权利要求1所述的检测设备，其中，所述线转换器是在所述第一方向上伸长的柱面透镜。


3.根据权利要求1所述的检测设备，还包括成像透镜，所述成像透镜将所述干涉光转换成在所述第一方向上具有线性线形，并且向所述成像光谱仪提供所述线形的干涉光。


4.根据权利要求1所述的检测设备，其中，所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。


5.根据权利要求1所述的检测设备，其中，所述偏振干涉仪包括：
偏振分离器，将线性偏振光分离为第一光和第二光，所述偏振分离器包括
入射表面，所述线性偏振的光入射到入射表面，
第一反射表面，所述第一光入射在第一反射表面上，以及
第二反射表面，所述第二光入射在第二反射表面上，
其中，所述第一反射表面面对所述入射表面，并且
其中，所述第一反射表面和所述第二反射表面彼此相邻；
第一镜，在所述第一反射表面上；以及
第二镜，在所述第二反射表面上。


6.根据权利要求5所述的检测设备，其中，所述第一光在所述第一反射表面和所述第一镜之间往复行进的光程的长度与所述第二光在所述第二反射表面和所述第二镜之间往复行进的光程的长度不同。


7.根据权利要求6所述的检测设备，其中，所述第一光和所述第二光之间的光程差为10μm至100μm。


8.根据权利要求5所述的检测设备，其中，所述第一镜和所述第二镜具有偏离垂直方向的角度。


9.根据权利要求8所述的检测设备，其中，偏离的角度在0.02°至0.1°的范围内。


10.根据权利要求5所述的检测设备，其中，
所述输出波光以偏离垂直于被测量对象的方向的测量角照射，并且
所述测量光以偏离垂直于被测量对象的方向的测量角反射。


11.根据权利要求10所述的检测设备，其中，所述输出波光的传播方向、所述测量光的传播方向和所述第二方向设置在同一平面上。


12.根据权利要求10所述的检测设备，其中，
所述偏振分离器是非偏振光束分离器，并且
所述偏振干涉仪还包括：
第一子线性偏振器，在所述偏振分离器的第一反射表面和第一镜之间；以及
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金大锡，
申请(专利权)人：全北大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR