[发明专利]一种大倾角微纳结构表面三维形貌测量的辅助装置和方法

摘要

本发明涉及一种大倾角微纳结构表面三维形貌测量的辅助装置和方法，属于光电测量领域。本发明针对被测微纳结构的特征设计正多面体辅助装置，将被测微纳结构固定于辅助装置上，使得某个侧面倾角接近零，此时反射光在物镜的数值孔径之内，能得到较好的测量数据。依次翻转辅助装置的多个面，完成被测微纳结构的多个大倾角面测量。将多次测量得到的三维数据通过坐标旋转变换，再通过特征识别后进行拼接，即可完成大倾角微纳结构表面三维重建。相对于更换高倍率物镜或者高感探测器的解决方案极大降低了成本。

主权项

一种大倾角微纳结构表面三维形貌测量的辅助装置，其特征在于，包括正多面体结构和基座两部分，其中正多面体结构的底面用于固定被测微纳结构样品，侧面用于连接基座，以完成微纳结构不同侧面的测量；基座用于定位正多面体并连接载物台；所述的正多面体结构的侧面的面数、倾角即侧面与底面夹角由被测微纳结构形状决定，并与被测微纳结构的侧面面数、倾角一致，设其面数为n，侧面倾角为α，以其底面法线指向多面体顶点方向为正z轴，第1侧面底边垂线指向多面体外方向为正x轴建立坐标系，则第i，1≤i≤n侧面外法线单位向量为Ni＝(Nix,Niy,Niz)，其中Nix＝sinαcos[2π(i‑1)/n],Niy＝sinαsin[2π(i‑1)/n],Niz＝cosα；第i，1≤i≤n侧面外法线单位向量与x,y,z轴夹角分别为θix＝acos(Nix)，θiy＝acos(Niy)和θiz＝acos(Niz)；正多面体结构的底面固定被测样品，使用第i，1≤i≤n侧面连接载物台时，能使被测微纳结构的第i，1≤i≤n侧面倾角减小至接近零度；正多面体结构的底面固定被测样品，依次使用n个侧面连接载物台时，能使被测微纳结构的n个侧面倾角依次减小至接近零度，从而完成微纳结构所有大倾角侧面的测量，为后续数据拼接做准备。