基于像散原理的并行共焦檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的研究.pdf

1、共焦顯微成像技術(shù)由于其高精度、高分辨率及獨(dú)特的軸向?qū)游龀上衲芰Γ诎雽?dǎo)體、微電子器件、信息存儲(chǔ)、工程表面測(cè)量、醫(yī)學(xué)檢測(cè)以及生命科學(xué)研究等檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。近年來，并行共焦技術(shù)引起各國(guó)專家的普遍關(guān)注，并進(jìn)行了大量的研究，取得了一定的成果。由于光學(xué)系統(tǒng)的限制，系統(tǒng)的并行分辨能力不能得到有效提高，現(xiàn)有的軸向和徑向并行探測(cè)能力還不能滿足對(duì)三維微結(jié)構(gòu)探測(cè)的基本要求。論文致力于一種基于像散法的并行共焦檢測(cè)方法的探索研究，利用像散鏡，將基于光

2、強(qiáng)的正焦辨識(shí)轉(zhuǎn)換為基于形狀的正焦辨識(shí)，試圖以此改善探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)能力。 論文首先簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外共聚焦顯微探測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了基于像散的光學(xué)檢測(cè)原理以及系統(tǒng)分辨率與像散鏡和物鏡參數(shù)及其結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。其次，對(duì)常規(guī)的并行共聚焦探測(cè)系統(tǒng)光路進(jìn)行了ZEMAX仿真分析，提出并行共聚焦探測(cè)光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)該優(yōu)先采用遠(yuǎn)心光路，驗(yàn)證了遠(yuǎn)心光路能夠避免物空間和探測(cè)空間光場(chǎng)的橫向漂移問題、能夠在一定程度上保證并行探測(cè)能力并簡(jiǎn)化正焦信息提取算法

3、的優(yōu)點(diǎn)，這一結(jié)論為高效配置并行共焦3-D微結(jié)構(gòu)探測(cè)系統(tǒng)提了供理論依據(jù)。再次，分析了基于像散原理的并行共焦系統(tǒng)兩種光路結(jié)構(gòu)：在探測(cè)光路上的探測(cè)表面前加像散鏡組和用像散鏡組替代遠(yuǎn)心光路中靠近探測(cè)表面的透鏡，通過對(duì)比兩種結(jié)構(gòu)的幅值傳遞函數(shù)曲線和散斑圖像，發(fā)現(xiàn)后者能夠獲得較高分辨率的探測(cè)曲線；并利用傅里葉光學(xué)，推導(dǎo)了基于像散原理的共焦系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，在構(gòu)建基于像散的并行共焦檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的理論上做了探索性研究。最后，在VC++6.0的開發(fā)平臺(tái)下