结合微球透镜和等效微球的超分辨三维形貌测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种结合微球透镜和等效微球的超分辨三维形貌测量装置及方法，该装置包括光束生成单元、分光棱镜、第一显微物镜、微球透镜、第二显微物镜、等效微球、平面标准镜、CCD相机以及数据处理单元；分光棱镜将光束生成单元生成的白光分成测量光束和参考光束，测量光束经第一显微物镜和微球透镜聚焦至待测样本表面，经待测样本反射后返回分光棱镜，参考光束经第二显微物镜和等效微球聚焦至平面标准镜，经平面标准镜反射后返回分光棱镜，在分光棱镜处发生干涉，由CCD相机采集形成干涉图样，数据处理单元对干涉图样进行数据处理获得待测样本的超分辨三维形貌分布。本发明专利技术能够结合微球透镜和等效微球实现超分辨、高精度的三维形貌测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及干涉测量，具体涉及一种结合微球透镜和等效微球的超分辨三维形貌测量装置及方法。

技术介绍

1、三维形貌测量可以获取纵向高度信息，对微纳光电器件、生物分子以及亚细胞结构等的检测具有重要的意义。相干扫描干涉测量（coherent scanning interferometry,csi）由于具有短相干特性，能够精确获取样品表面的三维微观形貌，进而通过高精度压电陶瓷驱动的纵向扫描，csi能够在轴向上达到亚纳米级的分辨率，然而，其横向分辨率仍然会受到衍射极限的限制。

2、通过将微球透镜与相干扫描干涉测量技术结合，可以将微球的应用从传统二维成像领域拓展到三维测量领域，实现样品的三维形貌的超分辨检测。针对于微球辅助相干扫描干涉测量，现有技术中主要是采用以下两种类型的相干扫描干涉仪：

3、1、基于linnik型相干扫描干涉：该类方案是将微球透镜与linnik型白光干涉显微镜相结合，在样品表面随机撒上钛酸钡微球，并用水浸没，可以复原具有200nm周期、100nm间隔的蓝光光盘表面结构。但是该类linnik型相干扫描干涉仪中，虽然可以在其测本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种结合微球透镜和等效微球的超分辨三维形貌测量装置，其特征在于，包括光束生成单元、分光棱镜（8）、第一显微物镜（9）、微球透镜（10）、第二显微物镜（13）、等效微球（14）、平面标准镜（15）、CCD相机（19）以及数据处理单元；所述微球透镜（10）设于待测样本（11）的表面以用于辅助实现对待测样本的超分辨成像，所述等效微球（14）设于所述平面标准镜（15）的表面以用于对微球透镜（10）在测量光路引入的额外光程差进行等效补偿，所述光束生成单元用于生成白光光束，生成的所述白光光束到达所述分光棱镜（8）后分为测量光束和参考光束，其中测量光束经所述第一显微物镜（9）和微球透镜（10）聚焦...

【技术特征摘要】

1.一种结合微球透镜和等效微球的超分辨三维形貌测量装置，其特征在于，包括光束生成单元、分光棱镜（8）、第一显微物镜（9）、微球透镜（10）、第二显微物镜（13）、等效微球（14）、平面标准镜（15）、ccd相机（19）以及数据处理单元；所述微球透镜（10）设于待测样本（11）的表面以用于辅助实现对待测样本的超分辨成像，所述等效微球（14）设于所述平面标准镜（15）的表面以用于对微球透镜（10）在测量光路引入的额外光程差进行等效补偿，所述光束生成单元用于生成白光光束，生成的所述白光光束到达所述分光棱镜（8）后分为测量光束和参考光束，其中测量光束经所述第一显微物镜（9）和微球透镜（10）聚焦至待测样本（11）表面，并经待测样本（11）反射后返回所述分光棱镜（8），参考光束经所述第二显微物镜（13）和等效微球（14）聚焦至所述平面标准镜（15），并经所述平面标准镜（15）的反射后返回分光棱镜（8），反射后的参考光束与反射后的测量光束在所述分光棱镜（8）处发生干涉，由所述ccd相机（19）采集形成的干涉图样，所述数据处理单元通过对ccd相机（19）采集的干涉图样进行数据处理以获得待测样本的超分辨三维形貌分布。

2.根据权利要求1所述的结合微球透镜和等效微球的超分辨三维形貌测量装置，其特征在于，所述待测样本（11）设于第一调整台（12）上，所述第一调整台（12）用于实现待测样本（11）垂直方向上的高度调节、实现水平面内的两维直线运动以及实现绕两轴的俯仰和偏摆运动。

3.根据权利要求1所述的结合微球透镜和等效微球的超分辨三维形貌测量装置，其特征在于，所述平面标准镜（15）设于第二调整台（17）上，所述第二调整台（17）用于调节平面标准镜（15）相对第二显微物镜（13）的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈善勇，戴一帆，陈威威，薛帅，熊玉朋，刘俊峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：