长焦深超分辨二次共焦测量装置

摘要

本发明公开了一种长焦深超分辨二次共焦测量装置，其包括设置于同一光路上的激光器、准直扩束镜组、偏振分光镜和四分之一波片、超分辨滤波器、可调光阑，以及分光镜，还包括一个数据处理装置，其能够从所述点探测器获得并记录微驱动装置带动探测聚焦物镜处于不同位置时探测器探测到的光信号；并能够根据四步移相法将所述探测器的多个光信号分别转化为多个相位值。本发明针通过光瞳滤波对测量光斑横向衍射模式进行压缩的同时，使其轴向衍射模式得到扩展，从而在不牺牲轴向分辨力的情况下，提高横向分辨力、扩展轴向量程范围。

主权项

一种长焦深超分辨二次共焦测量装置，其特征在于：包括设置于同一光路上的：激光器、用于发出线偏振光束；准直扩束镜组，包括准直聚焦物镜、第一针孔和准直扩束物镜，用于将所述偏振光束转化成为近似理想平面波；偏振分光镜和四分之一波片，用于将近似理想平面波转换成为圆偏振光束；超分辨滤波器，用于将圆偏振光束转换成为载有该超分辨滤波器的振幅调制信息的调制光束，所述超分辨滤波器是中心遮挡的纯振幅型超分辨滤波器，该纯振幅型超分辨滤波器被配置为，改变其中心遮挡区域的归一化半径，将入射的圆偏振光束调制为超分辨所需的环形结构光；可调光阑，用于拦截超分辨滤波器产生的杂散光，并令调制光束通过；以及分光镜，用于将所述调制光束分为两束光，第一束光由分光镜透射，经过一个反射镜反射，再经分光镜反射，最后经收集物镜会聚在由一个第二针孔和一个探测器组成的点探测器上；第二束光由分光镜反射，再经过一个探测聚焦物镜会聚在一个测量表面上，经过测量表面反射，经过探测聚焦物镜、分光镜，收集物镜会聚在所述点探测器上；所述探测聚焦物镜设置于一个微驱动装置上，能够沿光路方向临近或远离所述测量表面；还包括一个数据处理装置，其能够：从所述点探测器获得并记录微驱动装置带动探测聚焦物镜处于不同位置时探测器探测到的光信号；以及，根据四步移相法将所述探测器的多个光信号分别转化为多个第一光束相对于第二光束的相位值。