差動(dòng)共焦顯微成像理論及畸變校正方法研究.pdf

1、差動(dòng)共焦顯微技術(shù)以其輸出信號(hào)穩(wěn)定、線性范圍大、分辨力高等優(yōu)點(diǎn),使其在生物、醫(yī)學(xué)檢測(cè)、微電子、超精密加工表面測(cè)量等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。各國(guó)學(xué)者在如何提高及擴(kuò)展差動(dòng)共焦顯微成像方面做了諸多研究,對(duì)成像質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)體系也在不斷發(fā)展。盡管差動(dòng)共焦顯微技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì),但是,由于成像存在三維畸變,引入誤差,影響儀器測(cè)量能力,最終影響成像質(zhì)量。
　　課題“差動(dòng)共焦顯微成像理論及畸變校正方法研究”主要針對(duì)以上問(wèn)題,研究具有三維空間成像能力的差

2、動(dòng)共焦顯微成像理論,開(kāi)展差動(dòng)共焦直邊邊緣成像特性分析,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,完成差動(dòng)共焦顯微成像畸變校正技術(shù)研究。主要研究工作如下:
　　首先,以傅里葉光學(xué)理論為基礎(chǔ),利用透鏡的傅里葉變換性質(zhì)分析共焦探測(cè)傳感原理,分析共焦技術(shù)、傳統(tǒng)差動(dòng)共焦技術(shù)和改進(jìn)型差動(dòng)共焦的傳感機(jī)理,分析結(jié)果表明,改進(jìn)型差動(dòng)共焦系統(tǒng)的信號(hào)輸出強(qiáng)度不受反射率擾動(dòng)等的影響,只與被側(cè)面距離焦點(diǎn)位置有關(guān)。
　　其次,基于光瞳函數(shù)和光學(xué)傳遞函數(shù)的理論分析,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,分

3、析直邊邊緣的頻域成像特性,著重討論在邊緣位置判定中,階躍高度與離焦探測(cè)器間關(guān)系和直邊邊緣成像梯度,討論了離焦?fàn)顟B(tài)下共焦系統(tǒng)直邊邊緣成像,進(jìn)而分析差動(dòng)共焦系統(tǒng)階躍邊成像特性,分析結(jié)果表明,光瞳調(diào)制不能增強(qiáng)直邊邊緣成像,邊緣位置的像強(qiáng)度為邊緣響應(yīng)幅度的1/4-1/3,邊緣位置的像強(qiáng)度梯度為8/3p。
　　再次,利用差動(dòng)共焦系統(tǒng)的線性特性,提出基于空間移相的差動(dòng)共焦傳感原理,依靠較大的采樣間隔實(shí)現(xiàn)高的軸向分辨率,并且僅使用一個(gè)探測(cè)器來(lái)保