[發明專利]光學成像的像差測量方法及光學成像方法

有效

• 申請號: 202010645403.7
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111751013B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 安其昌;劉欣悅;張景旭;李洪文
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王雨

1.一種光學成像的像差測量方法，其特征在于，應用的光學成像系統用于產生一路參考光以及一路測量光，將測量光發射至被測樣品并獲取由被測樣品反射回的測量光，根據參考光和由被測樣品返回的測量光匯合發生干涉的干涉光對被測樣品進行成像；

所述光學成像系統包括成像裝置，所述成像裝置用于捕獲干涉光中屬于第一波段范圍的光實現焦前成像，得到第一光強分布圖像，以及捕獲干涉光中屬于第二波段范圍的光實現焦后成像，得到第二光強分布圖像；

所述方法包括：根據所述第一光強分布圖像和所述第二光強分布圖像獲得所述光學成像系統成像的像差信息；

所述成像裝置的通光孔劃分為第一區域和第二區域，所述成像裝置通過通光孔的第一區域捕獲干涉光中屬于第一波段范圍的光以實現焦前成像，以及通過通光孔的第二區域捕獲干涉光中屬于第二波段范圍的光以實現焦后成像。

2.根據權利要求1所述的光學成像的像差測量方法，其特征在于，根據所述第一光強分布圖像和所述第二光強分布圖像獲得所述光學成像系統成像的像差信息包括：

設將該式代入以下公式(2)，得到以下公式(4)：

其中，表示第一光強分布圖像，表示第二光強分布圖像，表示光瞳內位置坐標，I₀表示輸入的總光強，Δz表示P₁、P₂共軛位置相對入瞳的距離，P₁表示焦前成像面，P₂表示焦后成像面，Δz＝f(f-l)/l，f表示所述成像裝置的焦距，l表示焦前成像面到所述成像裝置焦平面的距離或者焦后成像面到所述成像裝置焦平面的距離；

對公式(4)求解獲得所述光學成像系統成像的像差。

3.根據權利要求1所述的光學成像的像差測量方法，其特征在于，根據所述第一光強分布圖像和所述第二光強分布圖像獲得所述光學成像系統成像的像差信息包括：

以所述第一光強分布圖像和所述第二光強分布圖像相減的結果輸入到預先訓練好的預設神經網絡模型內，由所述預設神經網絡模型輸出所述光學成像系統成像的像差信息。

4.根據權利要求1所述的光學成像的像差測量方法，其特征在于，所述第一波段范圍的中心波長對應為參考光波段范圍的上限，所述第二波段范圍的中心波長對應為參考光波段范圍的下限，參考光與測量光的波段范圍相同。

5.根據權利要求1所述的光學成像的像差測量方法，其特征在于，所述成像裝置包括用于捕獲干涉光中屬于第一波段范圍的光的第一濾光元件以及用于捕獲干涉光中屬于第二波段范圍的光的第二濾光元件。

6.根據權利要求5所述的光學成像的像差測量方法，其特征在于，所述成像裝置包括用于將干涉光匯聚到光電成像器件的光學組件，所述第一濾光元件和所述第二濾光元件設置在所述光學組件靠近所述光電成像器件一側。

7.一種光學成像方法，其特征在于，應用的光學成像系統用于產生一路參考光以及一路測量光，將測量光發射至被測樣品并獲取由被測樣品反射回的測量光，根據參考光和由被測樣品返回的測量光匯合發生干涉的干涉光對被測樣品進行成像；

所述光學成像系統包括成像裝置和補償元件，所述成像裝置用于捕獲干涉光中屬于第一波段范圍的光實現焦前成像，得到第一光強分布圖像，以及捕獲干涉光中屬于第二波段范圍的光實現焦后成像，得到第二光強分布圖像，所述補償元件用于改變測量光的波前信息；

所述方法包括：

通過權利要求1-6任一項所述的光學成像的像差測量方法測量獲得所述光學成像系統成像的像差信息；

根據測得的像差信息控制所述補償元件改變測量光的波前信息，以使得根據干涉光獲得的包含被測樣品結構信息的圖像的像差減小。

8.根據權利要求7所述的光學成像方法，其特征在于，所述補償元件包括設置在測量光的傳播光路上的、通過將測量光反射而引導測量光傳播的反射元件，所述反射元件通過改變反射面的面形而改變測量光的波前信息。

9.根據權利要求7所述的光學成像方法，其特征在于，所述光學成像系統還包括光源、耦合裝置、參考裝置和光譜測量裝置，所述光源用于發出光，所述耦合裝置用于將所述光源發出的光分出一路作為參考光輸入到所述參考裝置，分出另一路作為測量光，所述光譜測量裝置用于測量參考光和由被測樣品返回的測量光匯合發生干涉的干涉光的光譜信息。