[发明专利]基于非对称入射的样品轴向位置跟踪校正的方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于非对称入射的样品轴向位置跟踪校正的方法和装置。装置包括：激光器、单模光纤、准直透镜、起偏器、偏振转换器、0/π位相板、空间滤波组件、3/4遮挡板、分光棱镜、显微物镜、监控光束聚焦透镜、光电感应器件、计算机和三维纳米扫描平台。方法包括：将准直光束转换为横截面上各点的偏振方向同时关于两条互相垂直的对称轴对称的第二切向偏振光，并形成非对称入射光束聚焦后投射到样品上；同时收集样品反射的光束作为监控光束，根据监控光束的聚焦光斑的重心偏移量来监控样品轴向位置漂移并跟踪校正样品轴向位置。本发明可用于高精度超分辨显微镜系统中样品轴向位置的实时监控和校正。

主权项

一种基于非对称入射的样品轴向位置跟踪校正的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)由激光器发出的激光光束经过单模光纤和准直透镜进行准直；(2)经过准直后的光线通过起偏器转换为线偏振光，再经过偏振转换器转变为第一切向偏振光，所述第一切向偏振光横截面上各点的偏振方向呈轴对称分布，对称轴方向与所述起偏器的透光轴平行；(3)所述第一切向偏振光通过一个0/π位相分割线与所述起偏器的透光轴方向垂直的0/π位相板形成第二切向偏振光；(4)所述第二切向偏振光经空间滤波组件滤去光束中的杂散光后，再通过3/4遮挡板，使得只有1/4的光束透过形成非对称入射光束；(5)所述非对称入射光束经过分光棱镜后，透射光线经显微物镜聚焦后投射到位于三维纳米扫描平台的待测样品上，同时经待测样品反射的光束沿原光路逆向返回，由所述显微物镜收集后，经所述分光棱镜分解得到反射光线并作为监控光束；(6)所述监控光束经监控光束聚焦透镜聚焦后，由光电感应器件接收，根据所接收到的监控光束聚焦光斑的信息得到监控光束聚焦光斑的重心偏移量，并标定监控光束聚焦光斑的重心偏移量与待测样品的轴向位置漂移量的关系，把这个关系式作为系统标定函数输入计算机，完成系统的标定；(7)当待测样品发生轴向位置漂移时，计算机根据所测得的监控光束聚焦光斑的重心偏移量在标定好的系统内跟踪查询到相应的待测样品的轴向位置漂移量，并据此发出指令调整三维纳米扫描平台的轴向位置，实现对待测样品的轴向位置的校正。