一种轨道角动量域暗场成像系统及成像方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道角动量域暗场成像系统及成像方法，成像系统包括高斯基模光束照明模块、样品及扫描模块，以及轨道角动量域模态分解模块；成像方法是基于轨道角动量本征态在数学上构成一组完备正交基的理论，利用高斯基模光束照射被测表面，通过空间光调制器上写入的涡旋光全息图将表面缺陷的反射光场展开到轨道角动量域，利用2f系统测量反射光场在轨道角动量域的展开系数，其展开系数包括幅值和模间相位，从而获取表面缺陷的暗场图像。本发明专利技术是在轨道角动量域获取缺陷暗场成像信息，为表面缺陷检测开拓了一种全新的检测维度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面缺陷检测领域，更具体地说是涉及一种轨道角动量域暗场成像方法和成像系统。

技术介绍

1、暗场散射成像是一种高灵敏度的表面缺陷检测技术，它使用相干光或非相干光以一定倾角照射被测表面，若被测表面存在缺陷(如：划痕、麻点、凹坑、脏污等)，缺陷在空间中产生散射光。根据傅里叶光学理论，沿入射光方向的散射光一般携带被测表面的低频信息，偏离入射光方向的散射光则携带表面缺陷的高频信息。将探测器设置于偏离入射光的方向，对携带高频信息的散射光进行收集和探测，以获得表面缺陷信息。通过对被测表面进行二维扫描，可获得暗背景、亮缺陷的暗场散射图像。

2、基于上述原理，暗场散射成像系统一般将入射光方向和散射光探测方向之间的夹角设置在50°至80°之间，即尽可能在空间域将被测表面的低频信息和表面缺陷的高频信息分离开。另外，携带高频信息的暗场散射光强通常很弱。为提高探测灵敏度，暗场散射成像系统一方面常采用大倾角入射光结合高数值孔径的椭球面反射镜、抛物面反射镜、物镜等元器件，导致系统硬件设计复杂、公差预算紧，对结构稳定性要求极高；另一方面常通过提高入射光能量提高暗本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轨道角动量域暗场成像系统，其特征是包括高斯基模光束照明模块、样品及扫描模块和轨道角动量域模态分解模块；

2.根据权利要求1所述的轨道角动量域暗场成像系统，其特征是：所述高斯基模光束照明模块，按照光线传播方向依次包括：激光器(1)、半波片(2)、扩束器(3)、分光镜(4)和聚焦物镜(5)；所述样品及扫描模块，能够为样品在二维直线位移台(7)的带动下相对于高斯基模光束做横向扫描，也能够为高斯基模光束照明模块在扫描机构的带动下相对于样品(6)做横向扫描；所述轨道角动量域模态分解模块，按照光线传播方向依次包括样品(6)、聚焦物镜(5)、分光镜(4)、反射镜(8)、空间光调制器...

【技术特征摘要】

1.一种轨道角动量域暗场成像系统，其特征是包括高斯基模光束照明模块、样品及扫描模块和轨道角动量域模态分解模块；

2.根据权利要求1所述的轨道角动量域暗场成像系统，其特征是：所述高斯基模光束照明模块，按照光线传播方向依次包括：激光器(1)、半波片(2)、扩束器(3)、分光镜(4)和聚焦物镜(5)；所述样品及扫描模块，能够为样品在二维直线位移台(7)的带动下相对于高斯基模光束做横向扫描，也能够为高斯基模光束照明模块在扫描机构的带动下相对于样品(6)做横向扫描；所述轨道角动量域模态分解模块，按照光线传播方向依次包括样品(6)、聚焦物镜(5)、分光镜(4)、反射镜(8)、空间光调制器(9)、2f系统(10)、空间滤波器(11)和光电探...

【专利技术属性】
技术研发人员：董敬涛，杜云龙，卓煜华，娄思源，赵恩曦，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：