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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN1632448A
(43)申请公布日2005.06.29
(21)申请号CN200510007218.0
(22)申请日2005.02.04
(71)申请人哈尔滨工业大学
地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
(72)发明人谭久彬黄向东
(74)专利代理机构北京英特普罗知识产权代理有限公司
代理人齐永红
(51)Int.CI
G01B11/02
G01B11/00
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
三维超分辨共焦阵列扫描显微探测
方法及装置
(57)摘要
一种光学阵列共焦超分辨显微三维
探测装置,所述装置包括位于光学系统的
中心光轴上依次排列的点光源,准直透
镜,微透镜阵列及针孔阵列,扩束透镜、
偏振分光镜,1/4波片,二元光瞳滤波器,
物镜,载物台,收集透镜,探测针孔阵列
及面阵CCD。点光源通过准直透镜形成平
行光入射到微透镜阵列上,再经针孔阵列
在扩束透镜焦平面上形成点光源阵列,经
偏振分光镜及1/4波片,形成偏振光,再
经二元光瞳滤波器和物镜照射到被测物表
面。经被测物表面反射,按原光路返回,
反射光经偏振分光镜后,被全部反射到收
集透镜上,经针孔阵列最后到达面阵CCD
上,由面阵CCD对信号进行采集。本发明
还包含一种使用一个探测器探测和测量三
维表面和三维结构的方法。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种三维超分辨共焦阵列扫描显微探测装置,包括在中心光轴上依次排列的点光
源,准直透镜,微透镜阵列及针孔阵列,扩束透镜、偏振分光镜,1/4波片,显微
物镜,收集透镜,探测针孔阵列及面阵CCD,点光源通过准直透镜形成平行光入
射到微透镜阵列上,再经针孔阵列在扩束透镜焦平面上形成点光源阵列,经偏振分
光镜及1/4波片,形成偏振光,再经显微物镜照射到被测物表面;入射光经被测物
表面反射,按原光路返回,反射光经偏振分光镜后,被全部反射到收集透镜上,经
探测针孔阵列最后到达面阵CCD上,由面阵CCD对信号进行采集;其特征在于:
还包括一个二元光瞳滤波器,所述二元光瞳滤波器放置于1/4波片与显微物镜之间;
所述偏振光经所述二元光瞳滤波器后被调制,调制后的光再经显微物镜照射到被测
物表面。
2.根据权利要求1所述的三维超分辨共焦阵列扫描显微探测装置,其特征在于:所
述的二元光瞳滤波器可以为振幅型、位相型或混合型二元光学器件。
3.根据权利要求1或2所述的三维超分辨共焦阵列扫描显微探测装置,其特征在于:
所述的微透镜阵列是连续浮雕或多台阶微透镜阵列。
4.一种使用一个探测器探测和测量三维表面和三维结构的方法,所述探测器包括光
学探头、载物台、面阵CCD和计算机,光学测头包括点光源装置,准直透镜,微
透镜阵列及针孔阵列,扩束透镜、偏振分光镜,1/4波片,二元光瞳滤波器,物镜,
收集透镜,探测针孔阵列;所述方法包括下列步骤:
利用微透镜阵列产生探测光束阵列,以实现对被测样品的多光束并行探测和测量;
通过偏振分光镜将探测光束转换为偏振光;
利用二元光瞳滤波器对光束阵列各路光束进行调制,改变探测空间的光强分布特性,
以实现三维超分辨测量;
在光轴方向上对被测物进行轴向扫描探测;反射光经物镜、二元光瞳滤波器到达
1/4波片,偏振方向改变90°,经偏振分光镜反射到集光透镜,最后到达面阵CCD
表面;
在计算机中依据轴向光强分布曲线和各横向探测位置,得出被测样品三维表面形貌
的测量结果。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,通过计算机仿真得出优化的二元光瞳滤波器
参数,提高共焦阵列显微镜的三维分辨能力。
6.根据权利要求4所述的方法,其中,所述的扫描方式是由光学测头进行主光轴方
向扫描,载物工作台作二维微位移
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