[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

摘要

本发明公开了一种基于光镊介质微球的超分辨三维形貌测量方法，以介质微球为核心，采用光镊原理阵列化操控多个介质微球，灵活控制其三维空间位置，获得最佳成像效果。与此同时，通过DMD投影正弦光栅条纹对介质微球成像空间进行编码，利用其光场分布特性，解算受待测结构调制的介质微球编码图像，实现横向图形矫正以及纵向高度重建。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，同时具有高灵活性、高分辨力、并行、快速测量等优点。

主权项

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。