[發明專利]基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量裝置與方法

在審

• 申請號: 202310247098.X
• 申請日: 2023-03-15
• 公開（公告）號: CN116297192A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉辰光;劉儉;華子杰;鄒重亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/47
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.將一系列互不相關照明光束進行光場的轉接、分束和聚焦，照明光束以傾角α照射在待測樣品上，實現傾斜照明，形成x、y和z方向的散射光；

S2.通過x、y和z方向的暗場傅里葉光場探測模塊分別對對應三個方向上的散射光通過收集、傅里葉光場分解和收集圖像信號，并通過光場重聚焦算法進行計算重整獲得暗場圖像；

S3.分析在x、y和z三個方向上獲得的暗場圖像，并進行三維重建，對樣品進行各個方向上分辨力一致的三維形貌測量。

2.根據權利要求1所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量方法，其特征在于，S2的具體內容包括：對x方向上的散射光通過收集物鏡一收集，經過管鏡三和管鏡四，通過微透鏡陣列一進行傅里葉光場分解，通過光場重聚焦算法對圖像采集CCD一收集的信號進行計算重整獲得暗場圖像。

3.根據權利要求1所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量方法，其特征在于，S2的具體內容還包括：對y方向上的散射光通過收集物鏡二收集，經過管鏡五和管鏡六，通過微透鏡陣列二進行傅里葉光場分解，通過光場重聚焦算法對圖像采集CCD二收集的信號進行計算重整獲得暗場圖像。

4.根據權利要求1所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量方法，其特征在于，S2的具體內容還包括：對z方向上的散射光通過收集物鏡三收集，經過管鏡七和管鏡八，通過微透鏡陣列三進行傅里葉光場分解，通過光場重聚焦算法對圖像采集CCD三收集的信號進行計算重整獲得暗場圖像。

5.一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量裝置，基于權利要求1-4任意一項所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量方法，其特征在于，包括：傾斜光束照明模塊、x方向暗場傅里葉光場探測模塊、y方向暗場傅里葉光場探測模塊和z方向暗場傅里葉光場探測模塊；

傾斜光束照明模塊，用于將一系列互不相關照明光束進行光場的轉接、分束和聚焦，照明光束以傾角α照射在待測樣品上，實現傾斜照明，形成x、y和z方向的散射光；

x、y和z方向的暗場傅里葉光場探測模塊，用于分別對對應三個方向上的散射光通過收集、傅里葉光場分解和收集圖像信號，并通過光場重聚焦算法進行計算重整獲得暗場圖像。

6.根據權利要求5所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量裝置，其特征在于，還包括終端測量模塊，用于分析在x、y和z三個方向上獲得的暗場圖像，并進行三維重建，對樣品進行各個方向上分辨力一致的三維形貌測量。

7.根據權利要求5所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量裝置，其特征在于，x方向暗場傅里葉光場探測模塊按照光線傳播方向依次包括：收集物鏡一、管鏡三、管鏡四、微透鏡陣列一和圖像采集CCD一。

8.根據權利要求5所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量裝置，其特征在于，y方向暗場傅里葉光場探測模塊按照光線傳播方向依次包括：收集物鏡二、管鏡五、管鏡六、微透鏡陣列二和圖像采集CCD二。

9.根據權利要求5所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量裝置，其特征在于，z方向暗場傅里葉光場探測模塊按照光線傳播方向依次包括：收集物鏡三、孔徑光闌、管鏡七、管鏡八、微透鏡陣列三和圖像采集CCD三。

10.根據權利要求5所述的一種基于角度照明的暗場傅里葉光場顯微測量裝置，其特征在于，傾斜光束照明模塊按照光線傳播方向依次包括：環形LED陣列、管鏡一、管鏡二、聚焦物鏡和待測樣品。