Rechèch sou deteksyon fòm ki genyen twa dimansyon nan mikwoskòp ekleraj entèferometrik limyè ki pa paralèl
Devlopman rapid nan manifakti machin ak endistri elektwonik mete pi wo kondisyon pou teknoloji deteksyon mòfoloji mikwoskopik. Kounye a, deteksyon fòm ki genyen twa dimansyon ka divize an de kategori: kontak ak ki pa kontak. Metòd kontak sitou refere a metòd stylus la. Prensip li se konvèti ti deplasman an nan direksyon vètikal dyaman an nan yon siyal elektrik ak anplifye li, konsa tankou jwenn distribisyon an fòm ki genyen twa dimansyon nan sifas la deteksyon. Metòd deteksyon ki pa gen kontak sitou gen ladan metòd konsantre gwo bout bwa, metòd pwojeksyon limyè estriktire ak entèferometri. Metòd konsantre gwo bout bwa a sèvi ak plas limyè konsantre kòm yon pwofonde optik pou eskane sifas deteksyon an pou jwenn done ki genyen twa dimansyon. Metòd sa a ka fè deteksyon ki genyen twa dimansyon nan kontou konplèks, men vitès mezi a se ralanti. Entèferometri ak metòd pwojeksyon limyè estriktire detekte kontou sifas pa rezoud deformation marginal, kote entèferometri itilize prensip koerans fib oswa koerans gwo bout bwa paralèl, ki gen ladan entèferometri lazè ak entèferometri optik limyè blan. Lè w ap itilize koerans fib optik, li bezwen kolabore ak lantiy objektif la ak yon distans gwo k ap travay, ki limite agrandisman lantiy objektif la. Limyè blan optik entèferometri itilize limyè blan lajè-spectre kòm sous ekleraj la epi sèvi ak prensip koerans gwo bout bwa paralèl la. Erè a nan yon sèl mezi se nan 20nm. Enfòmasyon tankou kontras ak entansite limyè detèmine pwofondè absoli sifas yo mezire. Metòd pwojeksyon limyè estriktire evite itilize aparèy optik epi li gen vitès rekonstriksyon ki pi rapid. Sepandan, lè gen yon ang ant avyon an pwojeksyon ak avyon an etap, peryòd la plizyer bezwen korije, kidonk metòd sa a pa apwopriye pou mòfoloji presizyon nivo submicron. Mezi Nan papye sa a, avantaj ki genyen nan metòd pwojeksyon limyè estriktire ak metòd entèferometri limyè paralèl la konbine, gwo bout bwa limyè a difrakte pa modulator limyè espasyal la, ak de lòd diffraction ak entansite limyè fèmen yo itilize pou entèfere jenere franj. Ajiste faz franj lan. Depi itilize nan aparèy optik ak avyon referans evite, metòd yo pwopoze a pa mande pou itilize nan objektif entèferans epi li pa gen okenn limit sou ouvèti a nimerik nan objektif yo itilize yo, pwosesis rekonstriksyon an se vit, ak pi wo rezolisyon lateral ka reyalize. Anplis de sa, depi franj yo te pwodwi pa entèferans gwo bout bwa limyè, se faz la distribye lineyè ak kowòdone pixel yo, epi pa gen okenn fenomèn nan chanjman marginal peryodik nan metòd la pwojeksyon. Finalman, papye sa a sèvi ak modil la konparezon brutality ak Ra nan 100nm kòm echantiyon an teste pou fè eksperyans. Metòd chanjman faz kat etap yo itilize pou jwenn nwaj pwen ki genyen twa dimansyon sou sifas echantiyon tès la. Vrè wotè relatif ant pwen yo.
Chemen limyè eksperimantal
Li se dyagram nan chemen limyè nan mikwoskòp limyè entèferans limyè ki pa paralèl pwopoze nan papye sa a. Travès lazè a antre nan prism divize gwo bout bwa a nan mikwoskòp la atravè ekspansyon gwo bout bwa L3, modilatè limyè espasyal la ak lantiy konsantre L2, ki fòme chemen limyè ekleraj sistèm mikwoskòp la. Modilatè limyè espasyal la ka modulation anplitid limyè ensidan an selon imaj la telechaje. Lè imaj la telechaje se yon plizyer, fonksyon li ekivalan a yon griyaj meditativ, ajiste defleksyon an nan modulator limyè espasyal la pou de travès limyè difrakte ak entansite limyè menm jan an antre nan prism dichroic la, apre yo fin konsantre pa lantiy la objektif mikwoskòp, entèfere ak sifas echantiyon an mezire yo fòme franj entèferans.
Modilatè limyè espasyal la se aparèy debaz sistèm nan, epi peryòd la ak faz nan plizyer la ka jisteman modulation pa chanje modèl la plizyer telechaje pandan eksperyans la. Anjeneral, yo nan lòd yo amelyore presizyon nan lateral nan nwaj la pwen rekonstriksyon 3D, li nesesè ajiste peryòd la plizyer fè li fèmen nan rezolisyon an lateral nan mikwoskòp la. Nan moman sa a, ang entèferans maksimòm de travès yo ka kalkile nan ouvèti nimerik NA nan lantiy objektif la.
Dapre paramèt lantiy objektif mikwoskòp yo itilize nan sistèm nan (100 , NA =0.8), ang entèferans maksimòm doub travès yo se 106 degre, ak rezolisyon sistèm kalkile pa kritè Rayleigh se 406nm. Nan eksperyans lan, peryòd franj minimòm ki ka ajiste se 452nm, ki endike ke nan yon peryòd marginal, gen yon relasyon ki koresponn ant chanjman faz la ak wotè omwen yon pwen pixel, se sa ki, presizyon lateral rekonstwi an. nwaj pwen se 452nm, ki se fèmen nan rezolisyon an D 'nan sistèm nan. Akòz ti peryòd plizyè a, deformation nan plizyer la pi sansib pase sa ki nan plizyer gwo peryòd, kidonk li gen pi wo presizyon axial. An tèm de ajisteman faz, entèferometri a optik limyè blan bezwen deplase lantiy la objektif entèferans nan direksyon axial ak èd nan yon aparèy piezoelectric, ak Lè sa a, anfòm faz la pa kalibre zewo diferans nan chemen optik sou chak imaj optik, kidonk gen yon erè sèten nan valè faz la. Nan sistèm nou an, ajisteman nan faz reyalize pa kontwole piksèl yo sou modulator limyè espasyal la san aparèy optik, kidonk li gen pi wo presizyon ajisteman faz. Sou baz sa a, yo itilize metòd chanjman faz pou kalkile valè modulation faz chak pwen sou imaj la. Rezilta rekonstriksyon 3D ak rezolisyon lateral segondè ka jwenn anba algorithm rekonstriksyon pi rapid la.
algorithm rekonstriksyon an
Nan papye sa a, metòd chanjman faz kat etap yo itilize pou rekonstwi kontou ki genyen twa dimansyon echantiyon mezire a, ki divize an twa etap: preprocessing imaj, ekstraksyon imaj modulation faz, ak filtraj pwen bri. Sa ki anba la yo pral pran modil konparezon brutality ak Ra=100nm kòm yon echantiyon pou eksplike algorithm yo itilize nan chak etap. 2.1 Pwosesis imaj Piske sistèm imaj la sèvi ak ekleraj lazè, enfliyans tach lazè sou modèl entèferans la se inevitab. Nan pwosesis la nan preprocessing franj yo entèferans, papye sa a sèvi ak yon filtè eliptik ki ba-pase, se konsa ke reyon an filtraj sou direksyon an plizyer nan domèn nan frekans nan imaj la se de fwa nan direksyon vètikal nan franj yo. Modèl plizyè a parèt tankou de tach klere sant-simetrik nan domèn frekans lan, ak direksyon liy ki konekte ant de pwen yo pèpandikilè ak direksyon plizyer, epi direksyon liy ki konekte a tabli kòm aks long la. elips la. Depi peryòd marginal la tou pre rezolisyon imaj la, pi gwo aks la tabli de fwa distans 2 tach klere, ak aks minè a egal a distans 2 pwen. Tankou yon konsepsyon ka diminye enpak bri speckle nan solisyon an faz relatif sou yon bò, ak sou lòt men an, ka evite enfòmasyon an modulasyon nan modèl la entèferans soti nan yo te filtre soti otank posib. Yo montre rezilta pwosesis yo anba metòd filtraj izotwòp ak anizotwòp, konparezon an ka diminye bri imaj la sou direksyon plizyè, pandan y ap kenbe deformation nan plizyer la.
