用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统技术方案

本实用新型专利技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，包括平行光源、起偏器、1/4波片、半透半反镜、精密电动平台、垂直物镜、自动载物台、检偏器、CCD相机和计算机，起偏器、1/4波片以及半透半反镜沿出射方向顺次设置在平行光源的前方，同时半透半反镜向平行光源倾斜并且与水平方向成45度，起偏器、1/4波片以及平行光源均竖直设置在水平设置的精密电动平台上，垂直物镜以及自动载物台均水平设置在半透半反镜的正下方，检偏器和CCD相机均水平设置在半透半反镜的正上方，CCD相机的光轴、半透半反镜的竖直光轴、垂直物镜的光轴重合。本实用新型专利技术系统结构简单，无需扫描,动态测量效果好,便于后期处理。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种显微观测系统，特别是用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统。
技术介绍
近些年来，纳米技术得到了飞速发展，纳米技术的应用正朝深层次、广领域全面展开，并与材料学、电子学、机械学，化学，生物学等交汇融合。而纳米测量技术，作为基础，已经渗透到了以上各个领域。其中，尤其是纳米精度的薄膜检测，更是在半导体加工，微机械系统加工，纳米摩擦学以及分子生物学领域中有着广泛的应用。目前，主要的用于检测纳米薄膜厚度的方法有AFM，XPS，FTIR以及椭偏仪等。而在纳米摩擦学和分子生物学中，比如硬盘工业和DNA分子杂交领域，对于不稳定的薄膜观测，实时动态测量尤为重要。而以上几种方法，测量时都需要进行扫描检测，测量时间长，或无法形成薄膜图像，因此不利于动态检测和进行实时的测量。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，系统结构简单，对薄膜的动态连续观测效果好，便于实现连续测定，提高显微系统的观测效率。本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，包括平行光源、起偏器、1/4波片、半透半反镜、精密电动平台、垂直物镜、自动载物台、检偏器、CCD相机和计算机，所述起偏器、1/4波片以及半透半反镜沿出射方向顺次设置在平行光源的前方，同时半透半反镜向平行光源倾斜并且与水平方向成45度，所述起偏器、1/4波片以及平行光源均竖直设置在水平设置的精密电动平台上，所述垂直物镜以及自动载物台均水平设置在半透半反镜的正下方，所述检偏器和CCD相机均水平设置在半透半反镜的正上方，所述CCD相机的光轴、半透半反镜的竖直光轴、垂直物镜的光轴重合，所述平行光源、起偏器以及1/4波片的光轴偏离与半透半反镜的光轴重合的主光轴，所述CCD相机、自动载物台以及精密电动平台均连接到计算机。本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，有效地改善了传统薄膜厚度检测方法所面临的扫描问题，实现了薄膜的连续动态检测，提高了检测的效率和精度，同时具有原理简单，系统结构简单问题，便于调校，便于观测图像后期处理分析。本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统的一种改进，所述用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统还包括汇聚透镜I和汇聚透镜II，所述汇聚透镜I和汇聚透镜II为凸透镜，所述汇聚透镜I沿平行光源的出射方向设置在1/4波片和半透半反镜之间并且汇聚透镜I的光轴与半透半反镜的水平光轴重合，所述汇聚透镜II水平设置在CCD相机与检偏器之间并且汇聚透镜II的光轴与半透半反镜的竖直光轴重合，同时汇聚透镜II的前焦平面和半透半反镜的下焦平面重合在半透半反镜之间同一水平面上。本改进设置的汇聚透镜I和汇聚透镜II有利于在生产检测中保证焦平面的一致性和稳定性，从而提高设备系统的稳定性和检测的精度和检测效果。本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统的又一种改进，所述用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统还包括至少一个精密自动转台，所述检偏器或者起偏器设置在精密自动转台上。本改进通过设置的精密自动转台，有利于在检测中调整起偏器和检偏器的方向，从而调整偏振光的偏振方向以及光强，以提高显微系统的检测观察效果，提高观测效率和观测精度。本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，有效地改善了传统薄膜厚度检测方法所面临的扫描问题，实现了薄膜的连续动态检测，提高了检测的效率和精度，同时具有原理简单，系统结构简单问题，便于调校，便于观测图像后期处理分析，还能调整焦平面以及偏振光的偏振方向和光强从而有效地改善了。附图说明图1、本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统的结构示意图。附图标记列表:1、平行光源；2、起偏器；3、精密自动转台；4、1/4波片；5、精密电动转台；6、半透半反镜的下焦平面；7、垂直物镜；8、样品薄膜；9、自动载物台；10、检偏器；12、CCD相机；13、计算机；14、汇聚透 镜I ;15、汇聚透镜II。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。如图1所示，本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，包括平行光源1、起偏器2、1/4波片4、半透半反镜、精密电动平台5、垂直物镜7、自动载物台9、检偏器10、C⑶相机12和计算机13，所述起偏器2、1/4波片4以及半透半反镜沿出射方向顺次设置在平行光源I的前方，同时半透半反镜向平行光源I倾斜并且与水平方向成45度，所述起偏器2、1/4波片4以及平行光源I均竖直设置在水平设置的精密电动平台5上，所述垂直物镜7以及自动载物台9均水平设置在半透半反镜的正下方，所述检偏器10和CCD相机12均水平设置在半透半反镜的正上方，所述CCD相机12的光轴、半透半反镜的竖直光轴、垂直物镜7的光轴重合，所述平行光源1、起偏器2以及1/4波片4的光轴偏离与半透半反镜的光轴重合的主光轴，所述C⑶相机12、自动载物台9以及精密电动平台5均连接到计算机13。本技术公开的用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，有效地改善了传统薄膜厚度检测方法所面临的扫描问题，实现了薄膜的连续动态检测，提高了检测的效率和精度，同时具有原理简单，系统结构简单问题，便于调校，便于观测图像后期处理分析。作为一种优选，所述用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统还包括汇聚透镜I 14和汇聚透镜II 15，所述汇聚透镜I 14和汇聚透镜II 15为凸透镜，所述汇聚透镜I 14沿平行光源I的出射方向设置在1/4波片4和半透半反镜之间并且汇聚透镜I I的光轴与半透半反镜的水平光轴重合，所述汇聚透镜II 15水平设置在CXD相机12与检偏器10之间并且汇聚透镜II 15的光轴与半透半反镜的竖直光轴重合，同时汇聚透镜II 15的前焦平面和半透半反镜的下焦平面6重合在半透半反镜之间同一水平面上。通过设置的汇聚透镜I和汇聚透镜II有利于在生产检测中保证焦平面的一致性和稳定性，从而提高设备系统的稳定性和检测的精度和检测效果。作为一种优选，所述用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统还包括至少一个精密自动转台3，所述检偏器10或者起偏器2设置在精密自动转台3上。通过设置的精密自动转台，有利于在检测中调整起偏器和检偏器的方向，从而调整偏振光的偏振方向以及光强，以提高显微系统的检测观察效果，提高观测效率和观测精度。实施例本技术包括平行光源1，起偏器2，精密自动转台3，1/4波片4，精密电动转台5，垂直物镜7，样品薄膜8，自动载物台9，检偏器10，CXD相机12和计算机13。平行光源I放置在汇聚透镜I 14的后焦平面上，平行光束经过汇聚透镜I 14聚焦和半透半反镜调整后汇聚于半透半反镜的下焦平面6上。上述平行光源I和汇聚透镜I 14 二者之间加入起偏器2和1/4波片4，将自然光转化为测量必须的椭圆偏振光。汇聚透镜II 15的前焦平面与垂直物镜7的后焦平面重合。会聚光线经过垂直物镜7形本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于纳米厚度薄膜动态观测的偏振光显微系统，其特征在于：包括平行光源、起偏器、1/4波片、半透半反镜、精密电动平台、垂直物镜、自动载物台、检偏器、CCD相机和计算机，所述起偏器、1/4波片以及半透半反镜沿出射方向顺次设置在平行光源的前方，同时半透半反镜向平行光源倾斜并且与水平方向成45度，所述起偏器、1/4波片以及平行光源均竖直设置在水平设置的精密电动平台上，所述垂直物镜以及自动载物台均水平设置在半透半反镜的正下方，所述检偏器和CCD相机均水平设置在半透半反镜的正上方，所述CCD相机的光轴、半透半反镜的竖直光轴、垂直物镜的光轴重合，所述平行光源、起偏器以及1/4波片的光轴偏离与半透半反镜的光轴重合的主光轴，所述CCD相机、自动载物台以及精密电动平台均连接到计算机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卿卿，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：实用新型
国别省市：