[發明專利]基于數字全息的樣品漂移主動補償方法及裝置

在審

• 申請號: 201410819838.3
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104568753A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 李奇峰;沙乾坤;王洋;雷海;胡曉東;陳達
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G06F17/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種基于數字全息的樣品漂移主動補償裝置，其特征是，包括：激光器，衰減器，特殊載玻片，三維納米移動平臺，物鏡，二維高速光電檢測器，處理系統，反饋系統，移動平臺控制臺，虛線處的平面為全息圖平面；

由激光器生成單色連續激光，用于系統的照明光源；

衰減器用于調節激光器發出的照明激光的光強；

特殊載玻片固著于三維納米移動平臺上，用于承載樣品并且附著或刻蝕微球；

三維納米移動平臺通過調節位置用于主動補償樣品的漂移；

物鏡用于成像，使二維高速光電檢測器獲取全息圖；

二維高速光電檢測器為CMOS或高速CCD，用于快速獲取微球位相圖的位置和位相的變化；

處理系統根據二維高速光電檢測器提供的微球位相圖，通過全息圖的數值重構或利用衍射圖樣相關性匹配方式確定微球的位移量，從而得到樣品的漂移量，向反饋系統提供信號確定其反饋量；

反饋系統根據樣品的漂移量向移動平臺控制臺提供反饋信號；

移動平臺控制臺接收反饋信號，根據反饋信號輸出電壓驅動位置調節進行納米級的補償。

2.如權利要求1所述的基于數字全息的樣品漂移主動補償裝置，其特征是，用于附著的微球是直徑為0.5-10μm的微球；微球固定在三維納米移動平臺基底上，微球的固定分為物理方法和生物包被法兩種：物理方法是將微球熔融在玻璃基底上達到固定的目的，生物包被法是在微球表面用鏈霉親和素包被，用氨基或者羧基基團對玻璃基底進行修飾，通過化學鍵的作用將微球固定在玻璃基底上。

3.如權利要求1所述的基于數字全息的樣品漂移主動補償裝置，其特征是，直接刻蝕出微球：刻蝕的方式分為干法刻蝕和濕法刻蝕，濕法刻蝕主要通過腐蝕液與三維納米移動平臺基底玻璃表面接觸形成一個硅酸鹽層，然后在與拋光板接觸時被研磨掉；干法刻蝕通過刻蝕氣體或高速離子撞擊等方式破壞三維納米移動平臺基底二氧化硅表面從而實現刻蝕效果。

4.如權利要求1所述的基于數字全息的樣品漂移主動補償裝置，其特征是，包括：激光器，半透半反分光鏡，第一衰減器，物鏡，三維納米移動平臺，第二衰減器，擴束裝置，分光棱鏡，光闌，二維高速光電檢測器，處理系統，反饋系統，移動平臺控制臺；

由激光器生成單色連續激光，用于系統的照明光源；

半透半反分光鏡透過部分連續激光作為物光波，反射部分連續激光作為參考光波；

第一衰減器用于調節透過半透半反分光鏡的激光強度。

物鏡用于將調節后的連續激光聚焦于樣品并反向收集樣品表面反射的物光波；

三維納米移動平臺上放置有待測樣品，通過調節位置用于主動補償樣品的漂移；

第二衰減器用于調節半透半反分光鏡反射的激光強度，作為參考光波；

擴束鏡由兩個透鏡組成，用于調整參考光波的信寬與經物鏡反向收集的物光波信寬相同；

分光棱鏡用于將擴束后的參考光波與物光波合束；

光闌用于遮擋透過分光棱鏡的參考光波；

二維高速光電檢測器為CMOS或高速CCD，用于快速獲取微球位相圖的位置和位相的變化；

處理系統根據二維高速光電檢測器提供的微球位相圖，通過全息圖的數值重構或利用衍射圖樣相關性匹配等方式確定微球的位移量，從而得到樣品的漂移量，向反饋系統提供信號確定其反饋量；

反饋系統根據樣品的漂移量向移動平臺控制臺提供反饋信號；

移動平臺控制臺接收反饋信號，根據反饋信號輸出電壓控制納米三維移動平臺進行納米級的補償。