[发明专利]一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法

权利要求书

1.一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，使用一套相干扫描干涉仪，实现相干扫描干涉和变焦显微俩种表面测量方法，变焦显微表面重构方法包括如下步骤：

(1.1)使用扫描位移台获取三维干涉信号；

(1.2)对所述的三维干涉图进行预处理约束其在纵向(即光轴方向)的背景光强分布，避免频率混叠现象；

(1.3)对所述的预处理好的干涉图进行三维傅立叶变换获取三维干涉图三维频谱；

(1.4)从三维频谱中分离变焦显微成像信号频谱；

(1.5)对所述的变焦显微成像信号频谱进行三维傅立叶逆变换获取扫描过程中的变焦显微成像信号；

(1.6)通过变焦显微表面重构算法获取表面形貌。

2.根据权利要求1中所述的一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，步骤(1.1)中扫描位移台可以为压电陶瓷纳米位移台，也可以是机械位移台。

3.根据权利要求1中所述的一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，步骤(1.4)中从三维频谱分离变焦显微成像信号频谱的步骤如下：

(4.1)通过理论模型仿真变焦显微系统的三维传递函数，其表达式为：

其中K为空间频率矢量，k₀为波数(即2/，λ为波长)，S(k₀)为光谱功率密度，

其中为受限于NA的光学成像系统的三维瞳函数，δ()为Dirac Delta函数，h为Heaviside台阶函数，为纵向的单位向量，A_N为系统数值孔径；

(4.2)根据所述的三维传递函数确定变焦显微成像信号带宽，对所述的三维干涉图三维频谱进行过滤，仅带宽内的频谱成分与变焦显微成像信号有关，对带宽外信号频谱做置零处理，用如下公式表示：

其中，O(K)为变焦显微成像信号的三维频谱，I(K)为获取的原始三维干涉图的三维频谱。

4.根据权利要求3中所述的一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，步骤(4.1)中所述的三维传递函数可以通过理论模型仿真获取。

5.根据权利要求3中所述的一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，步骤(1.6)中通过变焦显微表面重构算法获取表面形貌的步骤如下：

(6.1)计算变焦显微成像信号在各像素点沿纵向的聚焦程度，聚焦程度通过聚焦算子计算得到；

(6.2)把聚焦算子计算的幅值作为高度的函数，对幅值在峰值附近进行拟合，获取拟合后峰值的对应的表面高度。

(6.3)通过逐像素计算的结果获取表面形貌。