一种激光波长精密测量方法

    公开(公告)号:CN108760057A

    公开(公告)日:2018-11-06

    申请号:CN201810387517.9

    申请日:2018-04-26

    Abstract: 本发明公开了一种激光波长精密测量方法,属于光学精密测量技术领域。利用大数值孔径菲涅尔波带片(FZP),采用矢量角谱理论计算照明波长为λi的线偏振光垂直照明FZP时对应的轴向强度点扩散函数,根据峰值获得焦距zp,改变λi重新计算得到焦距zp,利用线性相关系数评价(λi,zp)相关性,截取线性区间,并利用线性最小二乘拟合法得到线性测量曲线;用该FZP直接聚焦待测激光光束,通过压电陶瓷纳米位移台轴向步进扫描点探测器,测得轴向强度点扩散函数分布,用质心法得到实际焦距,利用线性测量曲线计算求得激光波长。本发明方法简单,成本低,测量波长适应范围广,适用于激光波长的低成本精密测量。

    一种不等环宽介质超振荡环带片设计方法

    公开(公告)号:CN111222287B

    公开(公告)日:2022-04-05

    申请号:CN202010020440.9

    申请日:2020-01-09

    Abstract: 一种不等环宽介质超振荡环带片设计方法,在固定波长激光垂直照明的条件下,根据所需衍射光场强度分布建立优化目标,利用优化目标及现有微纳加工水平,设定介质超振荡环带片参数,利用矢量角谱理论和快速汉克尔变换算法,计算超振荡环带片后各偏振电场分量以及衍射光场强度分布,结合适应度函数模型计算环带片的适应度大小,采用粒子位置搜索方法,同时结合遗传算法中变异操作对环带片各环宽进行优化调整,经过迭代运算,最终求解出最接近或满足优化目标要求的介质超振荡环带片。相对于传统金属膜超振荡环带片,本发明采用不等环宽设计方法,采用粒子位置搜索优化方法,可设计出具有更高光效率、更大视场、更少的环带数的介质超振荡环带片。

    一种光谱共焦线扫描快速测量物体表面台阶的方法

    公开(公告)号:CN109781015A

    公开(公告)日:2019-05-21

    申请号:CN201910005141.5

    申请日:2019-01-03

    Abstract: 本发明公开了一种光谱共焦线扫描快速测量物体表面台阶的方法,包括:搭建光谱共焦线扫描装置;检测标准平面反射镜,沿轴向移动标准平面反射镜位置,同时监测标准平面反射镜的坐标位置,标定出色散聚焦元件的色散聚焦范围以及光谱共焦线扫描装置的波长-位置关系曲线;将标准平面反射镜替换为样品进行检测,并将样品表面置于色散聚焦元件的色散聚焦范围内;通过分析光谱仪返回信号的强度点扩散函数,利用质心法计算峰值坐标位置得到返回信号波长,并根据波长-位置关系曲线,解码出样品表面的最大高度差,完成样品表面台阶的快速测量。本发明结构简单、测量速度快、精度高、适用范围广,可适用于透明或不透明台阶、沟槽、倾斜表面等精密测量。

    一种菲涅尔波带片光谱共焦测量方法

    公开(公告)号:CN109059762A

    公开(公告)日:2018-12-21

    申请号:CN201810893106.7

    申请日:2018-08-07

    Abstract: 本发明公开了一种菲涅尔波带片光谱共焦测量方法,搭建光谱共焦测量装置,用菲涅尔波带片代替透镜或透镜组进行直接色散聚焦;对标准平面反射镜的轴向位置监测,标定菲涅尔波带片线性轴向聚焦范围和光谱共焦测量装置的波长‑位置关系;标准平面反射镜更换为待测样品,将样品被测表面置于装置的测量范围内进行测量;复合光光源通过菲涅尔波带片沿轴向色散产生对应于不同波长的色带,聚焦于样品表面的焦点所对应波长的光场沿原光路返回,光谱仪探测到其返回信号强度点扩散函数,利用质心法计算峰值坐标位置,根据波长‑位置校准曲线得到样品测量点的位置信息。本发明与传统的光谱共焦测量相比,具有结构简单、设计灵活、成本低廉等优点。

    一种微型共焦显微成像装置

    公开(公告)号:CN108873287B

    公开(公告)日:2020-06-19

    申请号:CN201810893110.3

    申请日:2018-08-07

    Abstract: 本发明公开了一种微型共焦显微成像装置,包括激光器、分光镜、精密位移台和光电探测器,激光器与分光镜之间依次设置有第一菲涅尔波带片和四分之一波片;精密位移台设置在分光镜的下方,被测样品设置在精密位移台上,分光镜与精密位移台之间设置有超表面聚焦单元;光电探测器设置在分光镜的一侧,分光镜与光电探测器之间设置有第二菲涅尔波带片;精密位移台用于对被测样品进行精密微位移控制,实现二维或三维扫描成像。本发明使用菲涅尔波带片和超表面透镜等平面透镜对共焦显微成像装置进行集成化设计,形成了一种结构简单、紧凑,造价更为便宜的微型化共焦显微成像装置。

    一种菲涅尔波带片光谱共焦测量方法

    公开(公告)号:CN109059762B

    公开(公告)日:2019-08-23

    申请号:CN201810893106.7

    申请日:2018-08-07

    Abstract: 本发明公开了一种菲涅尔波带片光谱共焦测量方法,搭建光谱共焦测量装置,用菲涅尔波带片代替透镜或透镜组进行直接色散聚焦;对标准平面反射镜的轴向位置监测,标定菲涅尔波带片线性轴向聚焦范围和光谱共焦测量装置的波长‑位置关系;标准平面反射镜更换为待测样品,将样品被测表面置于装置的测量范围内进行测量;复合光光源通过菲涅尔波带片沿轴向色散产生对应于不同波长的色带,聚焦于样品表面的焦点所对应波长的光场沿原光路返回,光谱仪探测到其返回信号强度点扩散函数,利用质心法计算峰值坐标位置,根据波长‑位置校准曲线得到样品测量点的位置信息。本发明与传统的光谱共焦测量相比,具有结构简单、设计灵活、成本低廉等优点。

    一种不等环宽金属膜超振荡环带片设计方法

    公开(公告)号:CN111240011A

    公开(公告)日:2020-06-05

    申请号:CN202010020132.6

    申请日:2020-01-09

    Abstract: 一种不等环宽金属膜超振荡环带片设计方法,在固定波长激光垂直照明的条件下,根据所需衍射光场分布特征建立优化目标,利用优化目标及微纳加工条件,设定金属膜超振荡环带片参数,利用矢量角谱理论和快速汉克尔变换算法,计算超振荡环带片后各偏振电场分量以及光场强度分布,结合衍射光场优化目标建立适应度函数模型,计算各环带片的适应度大小,采用粒子位置搜索方法,同时结合遗传算法中变异操作对环带片各环宽度进行优化调整,经过迭代运算,最终求解出最接近或满足优化目标要求的金属膜超振荡环带片。本发明基于不等环宽的环带结构,采用粒子位置搜索的优化方法,从而能够优化出具有更少环带,更优性能的金属膜超振荡环带片。

    一种光谱共焦线扫描快速测量物体表面台阶的方法

    公开(公告)号:CN109781015B

    公开(公告)日:2020-04-28

    申请号:CN201910005141.5

    申请日:2019-01-03

    Abstract: 本发明公开了一种光谱共焦线扫描快速测量物体表面台阶的方法,包括:搭建光谱共焦线扫描装置;检测标准平面反射镜,沿轴向移动标准平面反射镜位置,同时监测标准平面反射镜的坐标位置,标定出色散聚焦元件的色散聚焦范围以及光谱共焦线扫描装置的波长‑位置关系曲线;将标准平面反射镜替换为样品进行检测,并将样品表面置于色散聚焦元件的色散聚焦范围内;通过分析光谱仪返回信号的强度点扩散函数,利用质心法计算峰值坐标位置得到返回信号波长,并根据波长‑位置关系曲线,解码出样品表面的最大高度差,完成样品表面台阶的快速测量。本发明结构简单、测量速度快、精度高、适用范围广,可适用于透明或不透明台阶、沟槽、倾斜表面等精密测量。

    一种金属膜超振荡环带片的设计方法

    公开(公告)号:CN109613698B

    公开(公告)日:2020-03-17

    申请号:CN201910005119.0

    申请日:2019-01-03

    Abstract: 本发明公开了一种金属膜超振荡环带片的设计方法,属于微纳光学与纳米光子学技术领域。该方法基于不等宽度的金属膜同心环带结构,在激光光束垂直照明条件下,使用矢量角谱理论和快速汉克尔变换算法计算超振荡环带片之后任意距离垂轴平面内的衍射光场;设定超振荡环带片的直径、环带数、焦距和最小环带宽度;建立单焦点或光针聚焦问题的优化目标函数;采用遗传算法对环带宽度及其透过率进行优化,得到满足设计目标的超振荡环带片结构。本发明相对于现有的超振荡环带片设计方法,由于基于不等宽度的环带结构,并可根据现有加工工艺限定最小环带宽度,从而可以设计出包含少量透光环带、具有更优性能的金属膜超振荡环带片。

    一种激光波长精密测量方法

    公开(公告)号:CN108760057B

    公开(公告)日:2019-12-20

    申请号:CN201810387517.9

    申请日:2018-04-26

    Abstract: 本发明公开了一种激光波长精密测量方法,属于光学精密测量技术领域。利用大数值孔径菲涅尔波带片(FZP),采用矢量角谱理论计算照明波长为λi的线偏振光垂直照明FZP时对应的轴向强度点扩散函数,根据峰值获得焦距zp,改变λi重新计算得到焦距zp,利用线性相关系数评价(λi,zp)相关性,截取线性区间,并利用线性最小二乘拟合法得到线性测量曲线;用该FZP直接聚焦待测激光光束,通过压电陶瓷纳米位移台轴向步进扫描点探测器,测得轴向强度点扩散函数分布,用质心法得到实际焦距,利用线性测量曲线计算求得激光波长。本发明方法简单,成本低,测量波长适应范围广,适用于激光波长的低成本精密测量。

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