[發明專利]一種測量自由曲面面型的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410616937.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104315993A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 劉儉;譚久彬;王紅婷
• 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

技術領域

一種測量自由曲面面型的裝置和方法屬于光學顯微成像領域。

背景技術

在表面形貌測量、顯微成像領域，對光學自由曲面的測量一直是極具挑戰的難題。通常的光學測量儀器，如共焦顯微鏡等，都是通過透鏡等結構將光投射到樣品上的方式對樣品表面進行照明。但傳統的光學照明模式，都無法對樣品表面法線與光軸呈45度傾角以上的區域進行充分照明和有效收集樣品表面信號光。

發明內容

為了解決上述問題，本發明公開了一種測量自由曲面面型的裝置和方法，解決了自由曲面樣品表面形貌高精度測量問題。

本發明的目的是這樣實現的：

一種測量自由曲面面型的裝置，包括：

電致發光膜照明部分和光學成像測量部分；

所述的電致發光膜照明部分由待測樣品、鍍在樣品表面的電致發光薄膜成，所述的電致發光薄膜上有微電極；

所述的光學成像測量部分沿收集光信號傳播方向依次設置物鏡、濾光片、管鏡、分光鏡、第一CCD和第二CCD；

所述的第一CCD和第二CCD對稱離焦放置。

上述測量自由曲面面型的裝置，所述的電致發光薄膜由厚度均勻的陰極層、發光層和透明陽極層組成，總厚度不超過4μm，發光層厚度不超過1μm，所述的發光層為有機物層，由電子傳輸層、單色有機發光層和空穴注入層組成，所述的陰極層、發光層和透明陽極層均為單個封閉區域；所述的微電極的正極連接透明陽極層，負極連接陰極層。

一種在上述測量自由曲面面型的裝置上實現的測量自由曲面面型的方法，包括以下步驟：

第一步，在待測樣品表面生成電致發光薄膜，所述的電致發光薄膜由厚度均勻的陰極層、發光層和透明陽極層組成，總厚度不超過4μm，發光層厚度不超過1μm，所述的發光層為有機物層，由電子傳輸層、單色有機發光層和空穴注入層組成，所述的陰極層、發光層和透明陽極層均為單個封閉區域；電致發光薄膜上有微電極，所述的微電極的正極連接透明陽極層，負極連接陰極層；

第二步，給微電極通直流電，使電致發光薄膜發光，完成待測樣品表面電致發光膜的發光工作；調節物鏡與樣品之間的距離，設置物鏡總運動行程a，物鏡步進距離b，令變量i等于0；

第三步，令物鏡沿軸向運動一個距離b；

第四步，兩個CCD拍攝圖像，獲取二維數據D_xym和D_xyn；

第五步，將D_xym和D_xyn做差，獲取二維數據D_xyi，并令變量i加1；

第六步，判斷i*b是否大于或等于a，如果是則進入第七步，否則重復第三步到第五步；

第七步，將所有軸向位置測量所得的二維數據D_xyi組成三維矩陣，對于每個像素點xy沿z抽取一維數組，找到該數組中零點，并記錄該零點所對應的軸向位置；

第八步，所有xy像素所記錄的軸向位置及xy像素對應的位置組合，從而重構出樣品表面面型。

上述測量自由曲面面型的方法，還包括第九步，清洗掉待測樣品表面的電致發光薄膜。

有益效果：

由于本發明同現有的顯微測量技術相比，首先在樣品表面鍍電致發光膜熒光照明膜，使其受激輻射發光，然后在此基礎上，公開了一種測量自由曲面面型的方法，這項技術改進，通過電致發光，使得本發明克服了普通測量方法照明模式下無法對自由曲面的斜率大于45度的表面進行均勻、充分地照明和收集到信號光的問題，從而測量法線與軸向夾角大的樣品表面形貌。另外，通過使用第一CCD、第二CCD進行差動探測，可以提高系統信噪比，從而測量包含法線與軸向夾角大于45°區域的樣品表面形貌。

附圖說明

圖1是本發明的一種測量自由曲面面型的裝置結構示意圖。

圖2是電致發光薄膜示意圖。

圖中：1待測樣品、2電致發光薄膜和正負微電極、3物鏡、4濾光片、5管鏡、6分光鏡、7第一CCD、8第二CCD、9光學成像測量部分。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明具體實施方式作進一步詳細描述。

具體實施例一

本實施例為裝置實施例。

本實施例的一種測量自由曲面面型的裝置，結構示意圖如圖1所示。該裝置包括：

電致發光膜照明部分和光學成像測量部分9；