[發(fā)明專利]基于圓二向色性的暗場(chǎng)熱波共焦顯微測(cè)量裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310246370.2
• 申請(qǐng)日: 2023-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN116465909A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉儉;劉辰光;華子杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/958
• 分類號(hào): G01N21/958;G01N21/19
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發(fā)明公開了一種基于圓二向色性的暗場(chǎng)熱波共焦顯微測(cè)量裝置，包括：時(shí)分復(fù)用圓偏光產(chǎn)生光路在同一周期內(nèi)，交替產(chǎn)生左旋圓偏振光和右旋圓偏振光，作為熱波探測(cè)光；熱波探測(cè)光整形光路對(duì)熱波探測(cè)光進(jìn)行整形；熱波泵浦光產(chǎn)生光路產(chǎn)生熱波泵浦光，對(duì)熱波泵浦光進(jìn)行調(diào)制后與接收的熱波探測(cè)光進(jìn)行合束，得到合束光；光束照明光路將合束光照射至待測(cè)樣品，并接收熱波反射及散射光；暗場(chǎng)平衡探測(cè)光路接收整形后的熱波探測(cè)光，并提取熱波反射及散射光中的熱波探測(cè)光的散射光，根據(jù)熱波探測(cè)光的參照光與散射光之間的差頻信號(hào)得到圓二向色性熱波暗場(chǎng)信號(hào)。本發(fā)明可獲取樣品缺陷的多種物理性質(zhì)及微納結(jié)構(gòu)的手性信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種基于圓二向色性的暗場(chǎng)熱波共焦顯微測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)

高性能光學(xué)元件及光學(xué)材料在精密儀器制造和重大光學(xué)工程研究中有著廣泛的應(yīng)用，是光學(xué)系統(tǒng)性能的根基，因此對(duì)光學(xué)元件及光學(xué)材料在表面和亞表面中的機(jī)械結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分以及晶格結(jié)構(gòu)缺陷高分辨率精密檢測(cè)起著重要的作用。其中，光學(xué)元件缺陷的手性結(jié)構(gòu)會(huì)嚴(yán)重影響入射光束的光場(chǎng)分布情況，降低光斑質(zhì)量。

暗場(chǎng)共焦顯微測(cè)量技術(shù)具有良好的光學(xué)層析能力、較高的成像分辨率以及暗背景帶來的較高成像對(duì)比度等優(yōu)勢(shì)，已成為光學(xué)元件無損三維檢測(cè)的重要手段。普通光學(xué)暗場(chǎng)共焦顯微測(cè)量技術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)樣品的幾何缺陷檢測(cè)，如劃痕、氣泡等，但其無法獲取缺陷的其他物理化學(xué)性質(zhì)。

因此，如何提供一種能夠更全面地探測(cè)樣品的缺陷特征，并獲取微納結(jié)構(gòu)的手性信息的基于圓二向色性的暗場(chǎng)熱波共焦顯微測(cè)量裝置及方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于圓二向色性的暗場(chǎng)熱波共焦顯微測(cè)量裝置及方法，可獲取樣品缺陷的多種物理性質(zhì)及微納結(jié)構(gòu)的手性信息。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于圓二向色性的暗場(chǎng)熱波共焦顯微測(cè)量裝置，包括：時(shí)分復(fù)用圓偏光產(chǎn)生光路、熱波探測(cè)光整形光路、熱波泵浦光產(chǎn)生光路、光束照明光路和暗場(chǎng)平衡探測(cè)光路；

所述時(shí)分復(fù)用圓偏光產(chǎn)生光路用于在同一周期T內(nèi)，交替產(chǎn)生左旋圓偏振光和右旋圓偏振光，作為熱波探測(cè)光；

所述熱波探測(cè)光整形光路用于對(duì)熱波探測(cè)光進(jìn)行整形，整形后的熱波探測(cè)光一路入射至所述熱波泵浦光產(chǎn)生光路，一路入射至所述暗場(chǎng)平衡探測(cè)光路；

所述熱波泵浦光產(chǎn)生光路用于產(chǎn)生熱波泵浦光，對(duì)熱波泵浦光進(jìn)行調(diào)制后與接收的熱波探測(cè)光進(jìn)行合束，得到合束光；

所述光束照明光路用于將合束光照射至待測(cè)樣品，并接收熱波反射及散射光；

所述暗場(chǎng)平衡探測(cè)光路用于提取熱波反射及散射光中、只保留攜帶樣品信息的熱波探測(cè)光的散射光，根據(jù)熱波探測(cè)光的散射光與參照光之間的差頻信號(hào)得到圓二向色性熱波暗場(chǎng)信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述時(shí)分復(fù)用圓偏光產(chǎn)生光路包括：激光器一、半波片一、偏振光柵、反射鏡一、反射鏡二、聲光調(diào)制器一、聲光調(diào)制器二、光纖準(zhǔn)直鏡一、光纖準(zhǔn)直鏡二、光纖耦合器和光纖準(zhǔn)直鏡三；

其中，所述激光器一出射線偏振激光，所述偏振光柵將所述激光器一出射的線偏振激光分束為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光，所述半波片一控制左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的光強(qiáng)相同；

所述反射鏡一和所述反射鏡二一一對(duì)應(yīng)將左旋圓偏振光和右旋圓偏振光反射至所述聲光調(diào)制器一和所述聲光調(diào)制器二；

所述聲光調(diào)制器一和所述聲光調(diào)制器二一一對(duì)應(yīng)將左旋圓偏振光和右旋圓偏振光調(diào)制為方波，且在同一周期T內(nèi)，左旋圓偏振光方波和右旋圓偏振光方波的時(shí)間延遲為0.5T；

所述光纖準(zhǔn)直鏡一和所述光纖準(zhǔn)直鏡二分別將左旋圓偏振光和右旋圓偏振光耦合至所述光纖耦合器的兩個(gè)輸入端；