[发明专利]大数值孔径显微物镜波像差测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种大数值孔径显微物镜波像差测量系统，其特征在于，包括激光器、准直扩束系统、中性滤光片、旋转毛玻璃、第一分光镜、第二分光镜、波前传感器、聚光镜、光阑、光电倍增管、校准平面镜及下表面镀有全反射膜的盖玻片；

其中，该系统对显微物镜进行测量前，先不装显微物镜和所述盖玻片，将所述校准平面镜装入系统；所述激光器发出的激光依次经该准直扩束系统、中性滤光片、旋转毛玻璃后由该第一分光镜反射至该校准平面镜；所述校准平面镜的反射光再透射所述第一分光镜，透射所述第一分光镜的光中，一部分透射所述第二分光镜后到达所述波前传感器，另一部分经所述第二分光镜反射后再依次经所述聚光镜、光阑后到达所述光电倍增管；

其中，该系统对显微物镜进行测量时，取下所述校准平面镜，将待测的显微物镜和盖玻片装入系统；所述激光器发出的激光依次经该准直扩束系统、中性滤光片、旋转毛玻璃后由该第一分光镜反射，经过所述显微物镜后到达所述盖玻片的下表面；所述盖玻片的反射光经所述显微物镜后再透射所述第一分光镜，透射所述第一分光镜的光中，一部分透射所述第二分光镜后到达所述波前传感器，另一部分经所述第二分光镜反射后再依次经所述聚光镜、光阑后到达所述光电倍增管。

2.根据权利要求1所述的大数值孔径显微物镜波像差测量系统，其特征在于，其中，所述波前传感器采用哈特曼传感器。

3.一种大数值孔径显微物镜波像差测量方法，其特征在于，其采用如权利要求1-2中任意一项所述的大数值孔径显微物镜波像差测试系统进行显微物镜的波像差测量。

4.根据权利要求3所述的大数值孔径显微物镜波像差测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)测量前，先不装显微物镜和所述盖玻片，将校准平面镜装入系统，且保证校准平面镜与入射光束垂直，测量此时系统的波像差W₁；

2)取走校准平面镜，将盖玻片和待测的显微物镜装至系统中，系统中其他组件保持不变，且保证盖玻片与显微物镜齐焦面平行；

3)粗调焦：调节盖玻片与物镜之间的距离，通过波前传感器接受的光束直径大小的变化判断焦点位置；

4)精密调焦：粗调焦确定焦平面大概位置后，利用光电倍增管接受的能量变化进行精密调焦，再调节盖玻片与物镜之间的距离，能量最大的位置为焦点位置；

5)利用波前传感器测量此时系统的波像差W₂，W₂减去W₁再除以2即为显微物镜的波像差。

5.根据权利要求4所述的大数值孔径显微物镜波像差测量方法，其特征在于，步骤1)中，将校准平面镜装入系统，还包括步骤1-2)：校正系统光路，保证激光器、准直扩束系统、第一分光镜、第二分光镜、显微物镜、校准平面镜、聚光镜、光阑、光电倍增管及波前传感器共光轴。

6.根据权利要求5所述的大数值孔径显微物镜波像差测量方法，其特征在于，所述步骤1-2)中，校正系统光路时保证激光器发出的光经准直扩束系统准直和扩束、中性滤光片滤光、旋转毛玻璃去相干后的平行光束相对于显微物镜齐焦面垂直入射，且保证校准平面镜与显微物镜齐焦面平行；且保证盖玻片与显微物镜齐焦面平行；且保证光阑处于聚光镜的后焦面中心。