[发明专利]基于空间平移变换的数字差动共焦测量装置与方法

权利要求书

1.基于空间平移变换的数字差动共焦测量装置，其特征在于：包括激光器（1）、聚焦透镜（2）、照明针孔（3）、准直透镜（4）、偏振分光棱镜（5）、四分之一波片（6）、显微物镜（7）、被测样品（8）、载物台（9）、管镜（10）、探测针孔（11）和光电探测器（12）；激光器（1）发出的平行光束经过聚焦透镜（2）汇聚进入置于聚焦透镜（2）前焦平面处的照明针孔（3），照明针孔（3）同时置于准直透镜（4）的后焦平面处，从照明针孔（3）出射的发散光束经过准直透镜（4）形成平行光束，由偏振分光棱镜（5）反射，依次经过四分之一波片（6）和显微物镜（7）聚焦在载物台（9）上的被测样品（8）表面，形成点照明光路；被测样品（8）将照明光束反射，依次通过显微物镜（7）、四分之一波片（6）、偏振分光棱镜（5）和管镜（10）后，汇聚到置于管镜（10）前焦平面的探测针孔（11），并被光电探测器（12）收集，形成点探测光路。

2.根据权利要求1所述的基于空间平移变换的数字差动共焦测量装置，其特征在于：所述探测针孔（11）的直径小于管镜（10）对应的聚焦光斑直径。

3.基于空间平移变换的数字差动共焦测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a、载物台（9）沿竖直方向等间距做层析式步进，光电探测器（12）记录每个层析位置对应的光电信号数值；

步骤b、利用计算机将步骤a得到的光电信号数值数组分别做相同点数增量和减量平移，得到两个虚拟差分光电探测器信号，其中错开位置补零；

步骤c、根据差动共焦原理，将步骤b得到的两个虚拟差分光电探测器信号相减，将相减结果为零的测量点对应的序号乘以层析步进距离，得到该测量点在竖直方向的位置；

步骤d、记录该测量点的水平方向位置，并沿水平方向移动载物台（9），使下一个待测点移动至测量位置；

步骤e、判断是否完成所有被测点的测量，

未完成，进入步骤a；

完成，进入步骤f；

步骤f、根据所有测量点记录的竖直位置和水平位置，利用计算机重构出被测样品（8）的三维形貌。

4.根据权利要求3所述的基于空间平移变换的数字差动共焦测量方法，其特征在于：所述的步骤b中，光电信号数值数组进行增量和减量平移的点数，由当前使用显微物镜（7）的放大倍率确定。