[发明专利]基于差动双光子方法测量光滑自由曲面样品装置和方法

摘要

基于差动双光子方法测量光滑自由曲面样品装置和方法属于光学显微测量领域；该装置包括飞秒激光器、传导光纤、准直物镜、二向色镜、聚焦物镜、镀膜样品、三维微位移载物台、滤光片、收集物镜、分光棱镜、第一针孔、第一光电探测器、第二针孔和第二光电探测器。本发明利用飞秒激光器经传导光纤和准直物镜得到平行光，再经二向色镜和聚焦物镜将光束聚焦到放置在三维微位移载物台上的镀膜样品上，聚焦光斑非线性激发荧光膜发出荧光，经第一光电探测器和第二光电探测器收集后，两路信号进行差分运算得到差动响应曲线，通过差动响应曲线零点确定镀膜样品表面位置。采用发明装置与方法测量光滑自由曲面，可以测量法线与光轴方向夹角大的样品表面形貌。

主权项

基于差动双光子方法测量光滑自由曲面样品装置，其特征在于，包括：激发模块、差动成像模块和镀膜样品(6)；所述的激发模块包括：飞秒激光器(1)、传导光纤(2)、准直物镜(3)；在飞秒激光器(1)之后依次配置传导光纤(2)和准直物镜(3)；所述的差动成像模块包括：二向色镜(4)、聚焦物镜(5)、三维微位移载物台(7)、滤光片(8)、收集物镜(9)、分光棱镜(10)、第一针孔(11)、第一光电探测器(12)、第二针孔(13)和第二光电探测器(14)；在二向色镜(4)的反射光路上依次配置聚焦物镜(5)和三维微位移载物台(7)，在二向色镜(4)透射光路上配置滤光片(8)、收集物镜(9)、分光棱镜(10)、第一针孔(11)、第一光电探测器(12)、第二针孔(13)和第二光电探测器(14)；所述的第一针孔(11)位于收集物镜(9)焦面之后△z处，第二针孔(13)位于收集物镜(9)焦面之前△z处；所述的镀膜样品(6)为表面镀了荧光物质薄膜的待测样品；所述的激发模块中的飞秒激光器(1)发出激发光，经过传导光纤(2)和准直物镜(3)之后形成平行光，平行光束经过二向色镜(4)反射和聚焦物镜(5)透射后在镀膜样品(6)上形成聚焦光斑，所述的聚焦光斑激发镀膜样品(6)表面的荧光膜发出荧光；处于焦平面的荧光膜非线性激发出荧光，处于焦平面以上或以下的荧光膜不发出荧光；所述的镀膜样品(6)表面激发出的荧光经过聚焦物镜(5)、二向色镜(4)、滤光片(8)、收集物镜(9)透射后被分光棱镜(10)分为两束光，一束光经过第一针孔(11)被第一光电探测器(12)收集，另一束光经过第二针孔(13)被第二光电探测器(14)收集。