一种横向分辨率达到1nm的干涉旋转映射检测方法

摘要

一种横向分辨率达到1nm的干涉旋转映射检测方法，其特征在于该方法设计了一种双臂干涉显微系统。该系统能够将参考反射面与被测物的像呈现在统一位置，从而使其发生干涉。干涉所形成的光谱或条纹可以映射出被测点处的光程差。被测物下方安装有压电驱动的旋转/扫描平台，可以实现1nm精度的横向扫描和360度旋转。通过差分采集方法，可以获得超高分辨率一维方向上的光程投影。然后对样品进行旋转，采集多个角度下样品的光程投影，可以重构出三维超高分辨率图像。

主权项

一种横向分辨率达到1nm的干涉旋转映射检测方法，其特征在于是在一个包括动态样品在内的样品表面厚度干涉映射检测系统中按以下步骤实现的：步骤(1)，构造一个光学干涉结构，通过旋转被测样品，把干涉厚度测量的纵向分辨率映射解析成横向分辨率，用于实现三维超高分辨率成像的干涉旋转映射检测系统，其中包括：光源(1)、准直镜(2)、分束镜(3)、第一物镜(41)、第二物镜(42)、计算机(5)、成像透镜(6)、探测器件(7)、电动旋转/平移三维运动载物台(8)、以及反射镜(9)，其中：光源(1)是激光或其它白光光源，分束镜(3)是平面镜、二向色镜或棱镜中的任何一种，第一物镜(41)，位于长度可调的测量臂臂端，第二物镜(42)，位于长度可调的参考臂臂端，探测器件(7)，采用白光作光源时为光谱仪，采用激光作光源时为CCD器件，所述探测器件(7)的输出端与所述计算机(5)相连，电动旋转/平移三维运动载物台(8)，简称载物台(8)，位于所述第一物镜(41)正下方，用于安装表面附着有被测样品的微载体芯片，所述载物台(8)为三层嵌套结构，外层为电机驱动运动平台，中间为压电晶体驱动运动平台，内层为旋转扫描平台，微载体芯片固定在内层旋转扫描平台上，所述载物台(8)在所述计算机(5)的控制下，完成对所述微载体芯片上被测样品的扫描和旋转，以获得被测样品所有空间各点的全光谱信息；光源(1)发出的光经所述准直镜(2)准直成平行光后垂直入射到所述分束镜(3)上，分成透射光和反射光；所述透射光经所述第一物镜(41)汇聚到所述微载体芯片上，被反射回来后再经过所述第一物镜(41)，被准直成平行光，发送到所述分束镜(3)，被反射到所述成像透镜(6)上后汇聚成物光；所述反射光经所述第二物镜(42)准直成平行光后，被所述反射镜(9)反射，然后再经所述第二物镜(42)准直成平行光，再经过所述分束镜(3)透射后，由所述成像透镜(6)汇聚成参考光；所述物光和参考光相干叠加被所述探测器件(7)接收，然后发送到所述计算机(5)，形成干涉高分辨率光谱，简称高光谱；步骤(2)，所述一种横向分辨率达到1nm的干涉旋转映射检测方法，其实现步骤如下：步骤(2，1)，调整测量臂和参考臂成相同光程长度，使物光和参考光发生干涉；步骤(2，2)，所述计算机(5)控制所述载物台(8)，调节到水平位置，打开所述光源(1)，获得被测样品的高光谱；步骤(2，3)，在所述计算机(5)控制下，所述载物台(8)绕水平轴旋转，寻找出反射光强极大值点的旋转角度α，获得在所述旋转角度α下被测样品的干涉高光谱；步骤(2，4)，对步骤(2，3)得到的所述干涉高光谱，进行微载体芯片高光谱干涉厚度编码/解码数值求解，计算出被测样品在旋转角度α下的径向厚度信息ρ；步骤(2，5)，按照下式计算被测样品在旋转角度α下的映射纵向坐标y和横向坐标x：x＝ρ×Cosα，y＝ρ×Sinα；步骤(2，6)，通过径向厚度分辨率Δρ，按照下式计算出被测样品在旋转角度α下的映射纵向分辨率Δy和横向分辨率Δx：Δx＝Δρ×Cosα，Δy＝Δρ×Sinα。