一种基于像散原理和泰伯效应的并行共焦检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于像散原理和泰伯效应的并行共焦检测系统。光学器件间的连接顺序依次是扩束镜，准直透镜，两块多针孔板，透镜，分束镜，透镜，被此物，像散镜，CCD检测器。本实用新型专利技术专利运用简单的光学器件，通过像散镜和CCD检测器来获得不同位置处被测物的反射光强度分布，从而实现被测物面的三维轮廓的可视化测量。本实用新型专利技术专利以光学泰伯效应为基础，利用多针孔板产生具有相关性的并行点光源实现并行共焦检测。

【技术实现步骤摘要】

本技术提供了一种基于像散原理和泰伯效应的并行共焦检测系统，属于共焦 显微探测领域。
技术介绍
共焦显微术的概念至20世纪50年代末由美国人Minsky提出以来，由于其具有高 精度，高分辨率以及独特的轴向层析原理的优点引起了广泛的关注和研宄，该技术是将单 点扫描变为多路并行检测，同时对被测物体表面的不同点进行检测，实现同步侧量，基于该 技术的优点，它被广泛地应用在微电子制造，生物医学，材料科学，精密测量等领域的检测 与分析。 近几年像散理论被广泛应用到许多检测系统中，尤其是在透镜系统中，因像散法 利用像散器件的光调制能力将被测点离焦量的变化转化为分散光斑光能分布的变化，这样 就可以确保在轴向采样间距下还能获得满足测量精度要求的轴向分辨率，可方便将光信号 转换为能量进行提取，有效地提高了系统的速度和精度，进而实现对被测物表面微结构轮 廓的可视化测量。 传统的检测系统采用单点扫描，缺点是测量速度较低，随着微光机技术的发展逐 步产生并行检测，并行检测的原理就是利用一定的光学器件对光束进行分割，对被测物 表面同时进行多点扫描，这样提高了检测效率，扩大探测视场，在本专利中用多针孔板实 现并行检测，所用的原理就是泰伯效应，之前对于该系统也做过有成效的努力如2002年 中国专利局公告的由合肥工业大学申报的，授权公告号为CN2588324Y，中国专利号为： 02293069. 8号的技术是《并行像散三维光聚探测装置》的技术专利，在 该系统中使用微透镜阵列对物体进行并行共焦检测，是一例很有价值的专利技术，但不足之处 是该系统使用微透镜阵列要求设备较高，且价格相对较贵，而使用多针孔板成本低，结构设 备获取简单，容易测量，且针孔板间的间距可以保证相邻点的光不会收到干扰，对一般光源 也有很好的实用性。
技术实现思路
本技术专利的目的在于克服上述在先技术的不足，提供一种结构简单、成本 低、容易实现测量的像散并行共焦检测系统，该系统是在像散原理的基础上利用泰伯效应 产生多光束衍射像来实现多点并行扫描进行共焦检测，能快速获取被测物体信息。本专利 的优点是使用多针孔板来实现并行测量，降低了系统对光源相干性以及单色性的要求，且 能降低相邻光斑间的相互干扰具有成本低，测量速度快，适应性好等特点。 本技术通过以下技术方案实现： -种基于像散原理和泰伯效应的并行共焦检测系统，包括扩束镜（1)准直透镜 (2)多针孔板1 (3)多针孔板2 (4)透镜1 (5)透镜2 (6)被测物（7)分束镜（8)像散镜（9) CCD检测器（10)。 本技术的特点是引入一种制作简单的泰伯效应光路实现并行检测，当光源产 生的部分相干光波经过扩束镜（1)和准直透镜（2)变成准直性较好的平行光，该平行光依 次通过第一多针孔板（3)与第二多针孔板（4)，且第一多针孔板（3)与第二多针孔板（4)的 距离是固定值【主权项】1. 一种基于像散原理和泰伯效应的并行共焦检测系统，在结构上至少包括扩束镜 (1)、准直透镜（2)、第一多针孔板（3)、第二多针孔板（4)、透镜1(5)、透镜2(6)、被测物 (7)、分束镜（8)、像散镜（9)、CCD检测器（10)，其特征是：光源产生的部分相干光经过扩束 镜（1)和准直透镜（2)变成准直性较好的平行光，该平行光依次通过第一多针孔板（3)与 第二多针孔板（4)，在透镜1(5)处获得针孔像，该针孔像作为并行检测的点光源阵列，然后 通过分束镜（8)以及透镜2 (6)到达被测物（7)，然后经被测物（7)反射再通过分束镜（8) 到达像散镜（9)，最后到达位于像散镜（9)相面的CCD检测器（10)。【专利摘要】本技术涉及一种基于像散原理和泰伯效应的并行共焦检测系统。光学器件间的连接顺序依次是扩束镜，准直透镜，两块多针孔板，透镜，分束镜，透镜，被此物，像散镜，CCD检测器。本技术专利运用简单的光学器件，通过像散镜和CCD检测器来获得不同位置处被测物的反射光强度分布，从而实现被测物面的三维轮廓的可视化测量。本技术专利以光学泰伯效应为基础，利用多针孔板产生具有相关性的并行点光源实现并行共焦检测。【IPC分类】G01B11-24【公开号】CN204461367【申请号】CN201520009140【专利技术人】陈香云, 杨倩云, 陈君 【申请人】中国计量学院【公开日】2015年7月8日【申请日】2015年1月5日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于像散原理和泰伯效应的并行共焦检测系统，在结构上至少包括扩束镜(1)、准直透镜(2)、第一多针孔板(3)、第二多针孔板(4)、透镜1(5)、透镜2(6)、被测物(7)、分束镜(8)、像散镜(9)、CCD检测器(10)，其特征是：光源产生的部分相干光经过扩束镜(1)和准直透镜(2)变成准直性较好的平行光，该平行光依次通过第一多针孔板(3)与第二多针孔板(4)，在透镜1(5)处获得针孔像，该针孔像作为并行检测的点光源阵列，然后通过分束镜(8)以及透镜2(6)到达被测物(7)，然后经被测物(7)反射再通过分束镜(8)到达像散镜(9)，最后到达位于像散镜(9)相面的CCD检测器(10)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈香云，杨倩云，陈君，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33