一种基于光镊介质微球的超分辨三维形貌测量方法与流程

文档序号:16125023发布日期:2018-11-30 23:39阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于光镊介质微球的超分辨三维形貌测量方法,其特征在于:所述方法包括步骤为:

步骤S1:在操控光路中,加载预先计算好的期望相位分布到纯相位型空间光调制器上,准直扩束后的激光由纯相位型空间光调制器调制并反射,缩束后经物镜聚焦形成阵列化光势阱,从而同时捕获多个介质微球,独立操控介质微球获得最佳成像效果;

步骤S2:在编码光路中,通过上位机程序控制压电陶瓷等步距垂直扫描待测物体,每一步扫描,利用DMD投影正弦光栅条纹,对阵列化介质微球成像空间进行编码,并投影到待测结构,利用CCD系统记录受待测结构调制的介质微球编码图像,再存储到计算机;

步骤S3:根据采集的编码图像,利用已知的横向编码规律,实现介质微球横向图像畸变矫正,提高成像质量;

步骤S4:利用相移法,从编码图像的纵向变化规律中解调待测结构高度信息,从而实现高精度三维形貌测量。

2.根据权利要求1所述的一种基于光镊介质微球的超分辨三维形貌测量方法,其特征在于:根据光镊原理,强聚焦阵列化光势阱可同时捕获多个介质微球,独立操控介质微球可灵活改变其空间位置,获得最佳成像效果;。可使用的介质微球包括折射率为1.46的二氧化硅微球、折射率为1.59的PS微球、折射率为1.9的钛酸钡微球、折射率为2.2的二氧化钛微球。

3.根据权利要求1所述的一种光镊基于介质微球的超分辨三维形貌测量方法,其特征在于:利用正弦光栅条纹对介质微球成像空间进行编码,得到条纹图调制度最大时即为调焦准确的位置。

4.根据权利要求1所述的一种光镊基于介质微球的超分辨三维形貌测量方法,其特征在于:利用采集的编码图像的横向编码与纵向编码规律,可分别实现介质微球横向图像畸变矫正和待测结构高度重建,从而实现高精度超分辨三维形貌测量。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于光镊介质微球的超分辨三维形貌测量方法,其特征在于:采用光镊技术阵列化、灵活操控介质微球,获得最佳成像质量,通过DMD投影正弦光栅条纹,对介质微球的成像空间进行编码,记录受待测结构调制的介质微球编码图像,利用编码图像的横向编码与纵向编码规律,可分别实现介质微球横向图像畸变矫正和待测结构高度重建,从而实现高精度三维形貌测量;该方法能够在远场区域,通过面成像方式,实现特征尺寸100nm以下的微纳器件三维形貌测量,同时具有高灵活性、高分辨力、并行、快速测量特点。

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