[发明专利]双轴共焦高空间分辨乘积处理方法

摘要

本发明属于表面微细结构和生物显微成像测量技术领域，涉及一种双轴共焦高空间分辨乘积检测方法。该方法利用双轴共焦双接收光路中横向偏移放置的双探测器接收到的离焦信号相乘形成双轴共焦乘积测量信号，对被测样品进行测量、成像，通过两个离焦信号的乘积同时提高双轴共焦显微探测方法的三维分辨力，从而实现双轴乘积共焦方法的高空间分辨力检测。该方法还可以结合光学超分辨检测方法，进一步提高空间分辨力。该方法可以满足高空间分辨力、高精度测量成像要求，特别适用于表面三维微细结构、微台阶、线宽、表面形貌等的精密测量以及高精度生物成像检测领域等。

主权项

双轴共焦高空间分辨乘积处理方法，采用双轴差动共焦显微术的横向分割探测方式和两探测器信号乘积探测实现对被测样品的高空间分辨测量；该处理方法的装置以测量面法线方向为测量轴线，建立双轴共焦系统坐标系(x，y，z)，入射光束的光轴与系统z轴夹角为θ，入射光束以入射角θ经测量透镜入射到被测样品上，经被测样品以θ角反射后，进入采集透镜；经过采集透镜出射的测量光束，经成像透镜成像于其焦平面上，经放大透镜将成像透镜焦平面上的聚焦光斑放大并成像在探测器上；以聚焦光斑的中心为原点，建立与接收光轴垂直的像面坐标系(xd′yd′)，同时在点(‑M，0)和(+M，0)处设置两个相同的针孔，形成两个点探测器，M为点探测器相对原点的横向偏离量，M对应的横向归一化偏移为vxM，其特征在于：1)优化入射角θ和针孔的横向归一化偏移量vxM，减小双轴乘积共焦响应曲线的半高宽和两点可分辨距离，使共焦显微技术的空间分辨力最优；2)利用上述装置对被测样品沿x、y、z方向扫描，两个点探测器测得反应被测样品凸凹变化的强度信号IA(x，y，z，‑vxM)和IB(x，y，z，+vxM)，将信号IA(x，y，z，+vxM)和IB(x，y，z，‑vxM)相乘并进行归一化处理，得到对应被测样品凸凹变化的强度曲线IDM(x，y，z，vxM)；3)依据强度曲线IDM(x，y，z，vxM)线性区间的大小，或依据强度曲线IDM(x，y，z，vxM)最大值的位置，重构出被测样品的表面形貌和微观尺度。