[發明專利]基于空間平移變換的數字差動共焦測量裝置與方法

有效

• 申請號: 201310703089.3
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103630087A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 劉儉;譚久彬;王宇航
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

1.基于空間平移變換的數字差動共焦測量裝置，其特征在于：包括激光器（1）、聚焦透鏡（2）、照明針孔（3）、準直透鏡（4）、偏振分光棱鏡（5）、四分之一波片（6）、顯微物鏡（7）、被測樣品（8）、載物臺（9）、管鏡（10）、探測針孔（11）和光電探測器（12）；激光器（1）發出的平行光束經過聚焦透鏡（2）匯聚進入置于聚焦透鏡（2）前焦平面處的照明針孔（3），照明針孔（3）同時置于準直透鏡（4）的后焦平面處，從照明針孔（3）出射的發散光束經過準直透鏡（4）形成平行光束，由偏振分光棱鏡（5）反射，依次經過四分之一波片（6）和顯微物鏡（7）聚焦在載物臺（9）上的被測樣品（8）表面，形成點照明光路；被測樣品（8）將照明光束反射，依次通過顯微物鏡（7）、四分之一波片（6）、偏振分光棱鏡（5）和管鏡（10）后，匯聚到置于管鏡（10）前焦平面的探測針孔（11），并被光電探測器（12）收集，形成點探測光路。

2.根據權利要求1所述的基于空間平移變換的數字差動共焦測量裝置，其特征在于：所述探測針孔（11）的直徑小于管鏡（10）對應的聚焦光斑直徑。

3.基于空間平移變換的數字差動共焦測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟a、載物臺（9）沿豎直方向等間距做層析式步進，光電探測器（12）記錄每個層析位置對應的光電信號數值；

步驟b、利用計算機將步驟a得到的光電信號數值數組分別做相同點數增量和減量平移，得到兩個虛擬差分光電探測器信號，其中錯開位置補零；

步驟c、根據差動共焦原理，將步驟b得到的兩個虛擬差分光電探測器信號相減，將相減結果為零的測量點對應的序號乘以層析步進距離，得到該測量點在豎直方向的位置；

步驟d、記錄該測量點的水平方向位置，并沿水平方向移動載物臺（9），使下一個待測點移動至測量位置；

步驟e、判斷是否完成所有被測點的測量，

未完成，進入步驟a；

完成，進入步驟f；

步驟f、根據所有測量點記錄的豎直位置和水平位置，利用計算機重構出被測樣品（8）的三維形貌。

4.根據權利要求3所述的基于空間平移變換的數字差動共焦測量方法，其特征在于：所述的步驟b中，光電信號數值數組進行增量和減量平移的點數，由當前使用顯微物鏡（7）的放大倍率確定。