《陣列式徑向偏振共焦掃描超分辨測量方法與理論研究》是依託哈爾濱工業大學，由黃向東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：陣列式徑向偏振共焦掃描超分辨測量方法與理論研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃向東
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對陣列共焦系統中固有的耦合疊加效應和平移效應所引起的系統分辨力下降的問題，提出一種具有高密集度、高分辨力和高噪聲抑制能力的陣列式共焦掃描感測方法。研究內容：（1）建立基於矢量衍射理論的陣列徑向偏振光照明下衍射光場成像模型，通過調製陣列點光源光場分布特性，提高系統三維空間探測能力；（2）基於閃耀特性通過空間光調製器動態改變光柵結構，以實現準直光連續偏轉和高密集度陣列大範圍共焦掃描測量，同時抑制點光源陣列相鄰光路之間的耦合效應；（3）提出一種收集光路對稱移焦的連續相位光瞳濾波器最佳化方法，並通過偏振模式轉換方法改善聚焦光斑光強分布特性，提高系統的三維分辨能力擴大測量範圍，同時抑制共模干擾。（4）主要技術指標，軸向分辨力為20nm，橫向掃描間隔0.2um，一次成像225個點。該項目的完成可解決陣列共焦系統中存在的高密集測量、寬視場與三維分辨力之間的矛盾；使共焦系統陣列化、數位化，並拓展其套用領域。
結題摘要
為了提高共焦顯微測量系統的測量掃描效率，同時兼顧系統三維探測分辨力，本課題提出了陣列式徑向偏振共焦掃描超分辨測量方法與理論研究。主要研究內容：（1）利用矢量衍射理論，針對大數值孔徑顯微物鏡成像建立了共焦顯微系統在徑向偏振光照明下，衍射光場成像的數學模型，揭示了大數值孔徑物鏡對徑向偏振照明光的聚焦成像規律，並在此基礎上，研究了光瞳濾波器對徑向偏振聚焦場的調製特性，理論分析和實驗表明，利用徑向偏振照明可有效提高系統橫向分辨力，但在一定程度上降低了系統的軸向分辨力；（2）提出了閃耀光柵偏轉掃描方法，利用空間光調製器模擬閃耀光柵，通過改變閃耀光柵周期可實現光束的偏轉，從而實現共焦系統的橫向掃描，實驗表明該方法可以實現陣列光束的高密集連續掃描，有效提高系統的掃描測量效率；（3）針對徑向偏振光改善共焦系統橫向分辨力但同時降低軸向分辨力的問題，提出了在收集光路部分加入移焦相位光瞳濾波器，以實現雙路差動共焦顯微測量，該方法可實現在不改變橫向分辨力的前提下，使原有系統的軸向分辨力提高2倍，該方法可彌補由徑向偏振光引起的軸向分辨力下降的問題，同時可抑制系統光強變化等共模干擾。實驗結果表明，該方法可有效提高系統的三維分辨力，且能夠實現陣列共焦高效率掃描測量，該方法可套用於微結構器件的三維形貌測量，具有非常重要的實際套用價值和廣闊的套用前景。
