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专利号: 2015101030812
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自混合干涉的共焦点激光显微镜,其特征在于:

包括氦氖激光器、由凹透镜和凸透镜组成的扩束准直透镜组、可变中性密度滤光片、物镜、两维运动平台、一维运动平台、精密运动平台控制器;

所述氦氖激光器与氦氖激光器电源相连,氦氖激光器的正向发射端轴线上依次设置有扩束准直透镜组、可变中性密度滤光片、物镜以及待测目标,所述待测目标固定于两维运动平台上;

所述氦氖激光器正向输出单纵模线偏振激光,所述激光通过扩束准直透镜组后被扩束准直变为平面波,并依次通过可变中性密度滤光片、物镜后聚焦于待测目标上,所述待测目标将部分光沿着来时的传播路径反射回氦氖激光器,形成反馈光;

所述一维运动平台放置于两维运动平台的下方,其输入端与精密运动平台控制器的输出端相连接,且所述精密运动平台控制器的输出端还与两维运动平台的输入端相连接;

还包括依次连接的光电探测器、电流/电压转换电路、滤波器、放大器、模/数转换电路以及计算机单元;

所述光电探测器放置于所述氦氖激光器的发射端轴线上;

所述电流/电压转换电路的输入端与光电探测器的输出端相连接,并将光电探测器检测的电流信号转换成电压信号输出;

所述滤波器的输入端与电流/电压转换电路的输出端相连接,用于滤除干扰信号并将处理过的信号输出;

所述放大器的输入端与滤波器的输出端相连接,并将接收到的信号放大后输出;

所述模/数转换电路的输入端与放大器的输出端相连接,并将放大器输出的模拟信号转换成数字信号,实现信号的同步采样;

所述计算机单元的输入端与模/数转换电路的输出端相连、输出端与精密运动平台控制器相连,对经模/数转换电路转换后的数字信号进行计算处理显示待测目标的形貌信息,同时发出指令到精密运动平台控制器控制所述两维运动平台与一维运动平台的运动扫描整个待测目标。

2.一种基于权利要求1所述共焦点激光显微镜的扫描方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)氦氖激光器发出单纵模线偏振激光,所述激光由扩束准直透镜组扩束准直,然后经过可变中性密度滤光片控制射出光束的衰减程度,再透射到物镜;

(2)物镜将光束聚焦到待测目标上,光束再由待测目标反射沿原光路返回,重新耦合入氦氖激光器,发生自混合干涉效应,自混合干涉信号由光电探测器接收;

(3)光电探测器接收到的信号再经过电流/电压转换电路、滤波器、放大器、模/数转换电路变成数字信号传输至计算机单元;

(4)计算机单元发出指令到精密运动平台控制器控制一维运动平台运动,通过观察计算机单元得到的干涉信号的光强变化来寻找物镜的焦点位置,并以该点作为待测目标形貌扫描的基准点;

(5)待测目标的形貌扫描:计算机单元发出指令到精密运动平台控制器控制两维运动平台运动来获取待测目标的每个点的自混合干涉信号,并将得到的信号通过计算机单元处理,从而得到待测目标的完整形貌。