大数值孔径物镜的波像差测量及其特殊问题

设计了基于振幅型棋盘光栅的二维剪切干涉仪,用于测量大数值孔径(NA)物镜的波像差。研究了棋盘光栅剪切干涉仪的基本原理,分析了大数值孔径物镜波像差测量时涉及的几个特殊问题。首先,根据棋盘光栅的远场衍射函数分析了棋盘光栅的衍射效率和衍射级分布,给出了剪切干涉图数据的处理方法。接着,根据球面光瞳坐标与平面探测器坐标的投影关系,分析了光瞳坐标畸变的影响;采用几何光线追迹方法,分析了光栅方程非线性对系统误差的影响。最后,推导了物镜光瞳边缘的相对照度与数值孔径的关系。试验结果表明:采用相同光瞳坐标,NA为0.6的显微物镜的波像差测量重复性(3σ)可达到3.7 mλ。对大数值孔径物镜测量过程中涉及的特殊问题进行了探讨,结果提示:测量大数值孔径物镜的波像差时,需要考虑光瞳坐标畸变、光栅方程引入的系统误差、光瞳边缘照度衰减的影响等。

高数值孔径投影光刻物镜的光学设计

针对45nm节点投影光刻物镜的应用,开展了工作波长为193nm的深紫外浸没式高数值孔径（NA）投影光刻物镜的研究和研制。设计了数值孔径（NA）为1.30的离轴三反射镜投影光刻物镜和NA为1.35的同轴两反射镜投影光刻物镜,并对两个设计方案的优劣进行对比分析,选择了同轴式结构作为最终的设计方案。分析了系统在不同NA情况下可变光阑与其远心度之间的关系,提出了用双可变曲面光阑的设计方案来优化系统的远心度。实验表明,应用本文设计方案,光刻物镜的波像差小于1nm,畸变小于1nm;新型的可变光阑使系统NA在0.85～1.35变化时的最大远心度由5.83～17.57mrad降低至0.26～3.21mrad。本文提出的设计方案为45nm节点高数值孔径投影光刻物镜的研制提供了有益的理论依据和指导。

针尖增强拉曼系统高数值孔径物镜对焦方法研究

为提高针尖增强拉曼系统对焦准确性和效率,提出通过分析CCD相机拍摄的光斑图像的像素值实现自动对焦的方法。首先快速粗调焦缩小调焦范围,然后再慢速细调焦提高调焦精度。实验表明:与Tenengrad评价函数相比,方差评价函数更适用于针尖增强拉曼光谱测量系统自动对焦,聚焦到样品表面时对焦结果的无偏估计标准差<0.25μm,具有较高的重复性和鲁棒性;快速粗调焦可提高调焦效率,避免陷入局部最优解;慢速细调焦评价函数曲线在焦点附近呈现“M”形,可通过二次拟合提高调焦精度。

大数值孔径注塑成型物镜的材料选择

目前光学元件的注塑加工大量采用了聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)为材料。在光盘光学头物镜的设计和制造中 ,发现将PMMA应用到DVD物镜中时其综合性能明显比不上采用新型光学塑料的物镜。研究表明 ,当物镜的数值孔径越大 ,所需的材料折射率也越大 ,因此为了发展下一代DVD技术 ,需要开发更高折射率的新型光学塑料。

双光子三维微细加工重要工艺参数的实验研究

优化工艺参数是保证双光子微细加工质量的重要条件。经分析选取了激发光强、覆盖率和物镜的数值孔径作为实验研究对象。用自行开发的双光子微细加工系统,通过单独控制一个加工条件而固定其它条件的方法,对比不同条件下系统的实验结果,探讨该工艺条件对加工质量的影响。最后,给出了经参数优化后的部分实验结果。

用于高数值孔径物镜的可调光瞳滤波器

根据矢量衍射理论 ,提出了一种用于提高高数值孔径显微物镜纵向分辨率的可调二元环形光瞳滤波器 ,通过改变滤波器的环半径获得不同的纵向分辨率 ,并利用共焦显微术点扩散函数的乘积性大大地降低了旁瓣相对主瓣的比值。模拟结果表明 ,这种新型滤波器不仅可以提高高数值孔径物镜的纵向分辨率 ,同时基本上不影响横向分辨率。

对于影响PSD激光测距系统精度的因素分析

本系统对于影响PSD激光测距系统精度的相关因素进行系统分析,针对激光光功率、接受物镜的孔径以及接受物体的目标颜色等方面进行了讨论,最终通过实验数据对系统的测量精度进行了印证。

单光束光镊实验与理论分析

给出了一种实现稳定捕获微小粒子及其显微成像的单光束光镊实验系统,基于此系统研究了单个二氧化硅微球的动态捕获过程.实验中发现要稳定捕获粒子的同时还能够实时观察粒子的运动变化,必须保证物镜的聚焦平面与CCD的成像平面重合.其次,聚焦物镜的数值孔径与激光功率的大小,对实现粒子的稳定捕获具有重要的影响.实验结果与理论分析表明物镜的数值孔径越大、激光功率越大,粒子的捕获力越大,可实现微粒的稳定捕获.此研究有望在大学物理教学及生物的微操控领域具有一定的参考价值.

军用望远镜知多少

军用望远镜不仅可用来观察搜索。还可用来瞄准和测距、测高。军用望远镜—般在右镜简装有一块分划板.分划板上刻有十字分化细线(苏制军用望远镜是倒 T 字),上面标有密位数据。利用相似三角形原理,使用者可简单估算出目标的距离。