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基于光束扫描的共焦显微三维测量技术研究

唐建波  
【摘要】:共焦显微技术已被广泛应用于生物医学及材料学等微观样品的三维微结构测量领域。共轭针孔的引入使共焦显微技术具有了轴向层析能力,但也使得一次共焦探测仅能获得一个探测点的信息,因此在对被测样品进行共焦三维测量时需要进行三维逐点扫描,而三维扫描速率直接影响着共焦显微三维测量效率。 为了实现共焦显微三维快速测量,课题“基于光束扫描的共焦显微三维测量技术研究”,深入分析了基于振镜扫描的平面光束扫描技术,设计了基于振镜平面扫描与测量物镜轴向扫描相结合的三维光束扫描方案,并以三维光束扫描分析为基础完成了基于光束扫描的共焦显微三维测量系统的设计与实验平台的搭建,并进行了实验验证。 本课题完成的主要工作如下: (1)完成了针对工业应用的有限高度台阶样品的共焦测量边缘判据分析工作。以薄透镜三维点扩散函数为基础,分析了反射式共焦测量有限高度台阶样品成像原理,建立了有限高度台阶样品边缘位置判定理论模型。 (2)设计了基于双扫描振镜和压电陶瓷载物镜微位移台的共焦三维测量光束扫描系统。在横向,两面偏转轴互相垂直的扫描振镜在输入控制信号驱动下,振镜Y快速扫描、振镜X步进偏转,两者协同实现对被测面的平面横向扫描;在轴向,通过压电陶瓷载物镜微位移台驱动测量物镜轴向步进实现照明光斑的轴向扫描。扫描振镜和压电陶瓷载物镜微位移台协调配合即可实现对被测样品的三维共焦扫描测量。 (3)研究了基于振镜扫描的被测面坐标重构原理并且分析了振镜扫描误差。利用几何光学原理建立了振镜偏转角度与被测面横向坐标的对应关系,重构了样品三维测量坐标;利用振镜位置反馈信号分析了振镜扫描的重复性、线性度以及稳定性。 (4)编写了基于LabVIEW的系统控制软件。利用多功能数据采集卡实现了三维光束扫描的协调控制与测量数据同步采集及实时存储;设计了测量结果共焦三维形貌重构程序。 (5)搭建了基于光束扫描的共焦显微三维测量系统,并进行了相关测量实验。首先对标准分辨率板与标准光栅进行了三维共焦层析测量,验证了基于光束扫描的被测面横向坐标重构方法的正确性;然后进行了微加速度计、微电路板、微透镜等典型的微结构元件的三维共焦层析测量,实验结果表明:基于光束扫描方式的共焦显微三维测量效率远高于传统的物扫描方式,对三维微结构样品进行600点×100线×100面的层析扫描测量时,总用时小于300秒。


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4 ;中共焦作市委 焦作市人民政府 关于对创建国家卫生城市工作的奖惩意见[N];焦作日报;2007年
5 ;河南省第七届精神文明建设“五个一工程”焦作获奖名单[N];焦作日报;2006年
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