基于數(shù)字全息顯微的微納米幾何量測量方法研究.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、測試手段，不僅具有高精度、非接觸及實時性等光學(xué)干涉技術(shù)的普遍特點，而且可在橫向分辨力為微米甚至亞微米級的測量中獲得亞納米級縱向分辨力，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，測量需求也向尺度小而精度高的方向發(fā)展，對數(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量中，在測量分辨力、測量視場以及測量效率方面仍

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，對相關(guān)理論進(jìn)行分析討論，并搭建相應(yīng)實驗系統(tǒng)，驗證改進(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;
　　2、為提高測試系統(tǒng)的橫向分辨力，本文利用角合成孔徑技術(shù)，在保有納米級縱向分辨力的基礎(chǔ)上

3、實現(xiàn)測試系統(tǒng)的超光學(xué)衍射分辨率測量;
　　3、信噪比是影響測量系統(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數(shù)字全息顯微術(shù)中測量信噪比較低的問題進(jìn)行改善;
　　4、對于數(shù)字全息顯微術(shù)中有效測量視場受孔徑衍射的影響而不能達(dá)到真正的全視場問題，本文利用像面全息顯微方法擴(kuò)大視場，實現(xiàn)100％的全視場測量;
　　5、提出了基于光程長差分的解析算法，將其應(yīng)用于液態(tài)環(huán)境微粒三維位置的納米級測量中，使傳統(tǒng)數(shù)字全息顯微技術(shù)的測