基于數(shù)字全息顯微的微納米幾何量測(cè)量方法研究.pdf

1、數(shù)字全息顯微技術(shù)作為微納米領(lǐng)域的一種重要表征、測(cè)試手段，不僅具有高精度、非接觸及實(shí)時(shí)性等光學(xué)干涉技術(shù)的普遍特點(diǎn)，而且可在橫向分辨力為微米甚至亞微米級(jí)的測(cè)量中獲得亞納米級(jí)縱向分辨力，因此在材料、制造以及生命科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，測(cè)量需求也向尺度小而精度高的方向發(fā)展，對(duì)數(shù)字全息顯微技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。由于微納米制造及生命科學(xué)測(cè)量需求的提升，數(shù)字全息顯微技術(shù)應(yīng)用于微納米幾何量測(cè)量中，在測(cè)量分辨力、測(cè)量視場(chǎng)以及測(cè)量效率方面仍

2、有不足。本文以改進(jìn)數(shù)字全息顯微技術(shù)在以上三方面的不足為目的，對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行分析討論，并搭建相應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，驗(yàn)證改進(jìn)方法的有效性。論文的主要內(nèi)容包括:
　　1、系統(tǒng)地分析了數(shù)字全息顯微術(shù)的原理及關(guān)鍵技術(shù)，并介紹像面全息顯微方法，從理論角度闡述了數(shù)字像面全息顯微方法作為一種特殊的數(shù)字全息顯微術(shù)的表現(xiàn)形式，能夠更加完整地收集系統(tǒng)光信息的特點(diǎn);
　　2、為提高測(cè)試系統(tǒng)的橫向分辨力，本文利用角合成孔徑技術(shù)，在保有納米級(jí)縱向分辨力的基礎(chǔ)上

3、實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的超光學(xué)衍射分辨率測(cè)量;
　　3、信噪比是影響測(cè)量系統(tǒng)中縱向分辨力的重要因素，本文利用像面全息顯微方法對(duì)數(shù)字全息顯微術(shù)中測(cè)量信噪比較低的問(wèn)題進(jìn)行改善;
　　4、對(duì)于數(shù)字全息顯微術(shù)中有效測(cè)量視場(chǎng)受孔徑衍射的影響而不能達(dá)到真正的全視場(chǎng)問(wèn)題，本文利用像面全息顯微方法擴(kuò)大視場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)100％的全視場(chǎng)測(cè)量;
　　5、提出了基于光程長(zhǎng)差分的解析算法，將其應(yīng)用于液態(tài)環(huán)境微粒三維位置的納米級(jí)測(cè)量中，使傳統(tǒng)數(shù)字全息顯微技術(shù)的測(cè)