[發明專利]一種斜入射式共焦布里淵光譜測量系統和方法

有效

• 申請號: 202110757652.X
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113624683B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 吳寒旭;張升康;楊宏雷;楊文哲;葛軍
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/25
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

本發明公開一種斜入射式共焦布里淵光譜測量系統和方法，解決現有折射率測量系統和方法測量精度低、空間分辨能力低等問題。所述系統，包含：照明模塊，用于產生系統入射光；系統入射光經分光平片透射進入參考模塊，反射進入光譜激發模塊；標準樣品經激發產生的布里淵散射光被收集后經分光平片反射進入光譜探測模塊；光譜探測模塊，探測得到標準樣品的背向和對稱方向布里淵散射光譜頻移值，進而標定系統入射光角度；待測樣品經激發產生的布里淵散射光被收集后經分光平片透射進入光譜探測模塊；光譜探測模塊，探測得到待測樣品的背向和對稱方向布里淵散射光譜頻移值。所述方法使用所述系統。本發明可實現高精度、快速三維折射率測量。

技術領域

本發明涉及顯微光譜測量技術領域，尤其涉及一種斜入射式共焦布里淵光譜測量系統和方法。

背景技術

現有透明樣品折射率測量方法一般分為間接測量法和直接測量法。相襯顯微鏡與數字全息顯微鏡等檢測手段都是通過間接方式對樣品的折射率進行測量，需要對被測材料的空間尺寸進行精確計算，樣品空間尺寸的誤差嚴重降低了折射率的測量精度，且對于具有流動性的樣品難以進行動態的實時建模，無法對樣品折射率在空間上進行分辨。直接測量法有光學相干斷層掃描技術，缺點是樣品內部不平穩的相位變化會嚴重影響解包裹的準確性，降低折射率的計算精度；有測量三維折射率的微分干涉層析方法，缺點是在迭代計算過程中所引起的累積誤差，會不斷放大樣品內部較深區域的折射率計算偏差，在實際測量過程中必須使用近軸細光束，這大幅降低了系統的空間分辨能力。

發明內容

本發明提供一種斜入射式共焦布里淵光譜測量系統和方法，解決現有折射率測量系統和方法對透明樣品測量精度低、空間分辨能力低等問題。

為解決上述問題，本發明是這樣實現的：

發明實施例提供一種斜入射式共焦布里淵光譜測量系統，包含：照明模塊、光譜激發模塊、光譜探測模塊、參考模塊、分光平片；所述照明模塊用于產生偏振方向可選的線偏振激光作為系統入射光；所述系統入射光經所述分光平片透射進入到所述參考模塊中，反射進入到所述光譜激發模塊中；所述參考模塊中的標準樣品經激發產生的布里淵散射光被收集后，經所述分光平片反射進入所述光譜探測模塊；所述光譜探測模塊，用于對所述標準樣品的布里淵散射光進行布里淵光譜探測，得到其背向布里淵散射光譜頻移值和對稱方向布里淵散射光譜頻移值；所述光譜激發模塊中的待測樣品經激發產生的布里淵散射光被收集后，經所述分光平片透射進入所述光譜探測模塊；所述光譜探測模塊，還用于對所述待測樣品的布里淵散射光進行布里淵光譜探測，得到其背向布里淵散射光譜頻移值和對稱方向布里淵散射光譜頻移值。

優選地，所述照明模塊包含：連續激光器、擴束系統、激發光闌、二分之一波片、起偏器，所述激發光闌上有一個激發光瞳；由連續激光器發射出的激光經所述擴束系統擴束后，通過激發光闌的激發光瞳得到激發光瞳范圍內的有效激發光束，經所述二分之一波片及起偏器后得到所述系統入射光。

進一步地，所述參考模塊包含聚焦物鏡、載物臺、標準樣品，所述光譜激發模塊包含測量物鏡、三維平移臺、待測樣品；所述標準樣品放置于所述載物臺上，所述系統入射光經所述分光平片透射進入到所述聚焦物鏡，透射后照射到所述標準樣品上，所述標準樣品激發的布里淵散射光經所述聚焦物鏡收集后，經所述分光平片反射，進入所述光譜探測模塊；所述待測樣品放置于所述三維平移臺上，所述系統入射光經所述分光平片反射進入到所述測量物鏡，透射后照射到所述待測樣品上，所述待測樣品激發的布里淵散射光經所述測量物鏡收集后，經所述分光平片透射，進入所述光譜探測模塊；所述測量物鏡和聚焦物鏡的有效數值孔徑及焦距相同。