[发明专利]一种基于光镊介质微球的超分辨三维形貌测量方法

权利要求书

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能够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；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：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：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；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。