基于像散原理的并行共焦檢測光學系統(tǒng)的研究.pdf

1、共焦顯微成像技術由于其高精度、高分辨率及獨特的軸向層析成像能力，在半導體、微電子器件、信息存儲、工程表面測量、醫(yī)學檢測以及生命科學研究等檢測領域得到了廣泛地應用。近年來，并行共焦技術引起各國專家的普遍關注，并進行了大量的研究，取得了一定的成果。由于光學系統(tǒng)的限制，系統(tǒng)的并行分辨能力不能得到有效提高，現有的軸向和徑向并行探測能力還不能滿足對三維微結構探測的基本要求。論文致力于一種基于像散法的并行共焦檢測方法的探索研究，利用像散鏡，將基于光

2、強的正焦辨識轉換為基于形狀的正焦辨識，試圖以此改善探測系統(tǒng)的探測能力。 論文首先簡要介紹了國內外共聚焦顯微探測系統(tǒng)的發(fā)展現狀，分析了基于像散的光學檢測原理以及系統(tǒng)分辨率與像散鏡和物鏡參數及其結構參數的關系。其次，對常規(guī)的并行共聚焦探測系統(tǒng)光路進行了ZEMAX仿真分析，提出并行共聚焦探測光學系統(tǒng)構建應該優(yōu)先采用遠心光路，驗證了遠心光路能夠避免物空間和探測空間光場的橫向漂移問題、能夠在一定程度上保證并行探測能力并簡化正焦信息提取算法

3、的優(yōu)點，這一結論為高效配置并行共焦3-D微結構探測系統(tǒng)提了供理論依據。再次，分析了基于像散原理的并行共焦系統(tǒng)兩種光路結構：在探測光路上的探測表面前加像散鏡組和用像散鏡組替代遠心光路中靠近探測表面的透鏡，通過對比兩種結構的幅值傳遞函數曲線和散斑圖像，發(fā)現后者能夠獲得較高分辨率的探測曲線；并利用傅里葉光學，推導了基于像散原理的共焦系統(tǒng)的點擴散函數，在構建基于像散的并行共焦檢測光學系統(tǒng)的理論上做了探索性研究。最后，在VC++6.0的開發(fā)平臺下