1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
扫描干涉场曝光(SBIL)在制作大尺寸、纳米精度的衍射光栅中有着独特的优势。为了充分了解SBIL 系统的技术特点，介绍了国内外SBIL 技术的发展现状，并针对SBIL 系统中的各个关键技术进行技术性的调研与总结，着重分析了各关键技术已有解决方法的基本原理、优点以及存在的局限性，结合具体的光栅应用要求，给出了各关键技术的相应具体指标，展望了其发展趋势。
光栅 扫描干涉场曝光 衍射光栅 大尺寸 纳米精度 激光与光电子学进展
2015, 52(10): 100001
外差激光干涉仪能够通过光波细分达到亚纳米分辨率，因而在科学研究和精密机械制造中得到了广泛应用。然而，由于光学系统中不可避免的缺陷，导致被测信号中出现一个附加的相位误差，使测到的相位移和被测长度不呈线性关系，成为现有激光干涉仪难以逾越的精度极限。为此，通过光学相位补偿理论的研究得出一种消除激光干涉仪非线性误差的方法，它可以应用在大部分科学实验和工业制造中的纳米长度测量中，而且不论是一阶或二阶误差都可以通过这个方法被消除。
激光光学 外差干涉仪 非线性误差 相位补偿 偏振片
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
共焦显微技术越来越广泛地应用于微机电系统和半导体器件的三维轮廓测量。设计一种新型采用变焦透镜作为轴向扫描方式的共焦显微系统,利用变焦透镜的焦距变化来代替传统的轴向位移扫描。系统实现了无机械运动的轴向扫描，消除了传统共焦系统中由位移台移动带来的振动，不仅减小了系统的复杂度，而且降低了成本。进一步设计了基于位移台和变焦透镜的两种共焦检测系统，并且对其进行了仿真实验。实验结果表明：基于位移台和基于变焦透镜的共焦系统的聚焦成像和离焦成像结果类似，并且光强的轴向分布曲线也基本相同，表明此方法可行。
三维轮廓测量 共焦显微镜 轴向扫描 变焦液体透镜 three-dimensional profile metrology confocal microscope axial scan tunable-focus liquid lens
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
详细叙述了共焦技术中的横向扫描技术,介绍了基于数字微镜(DMD)的共焦显微镜结构与原理,建立了基于DMD的并行检测系统,并且进行了光路的优化设计。实验结果表明,采用传统共焦显微镜光路时,光线出射分光棱镜时存在棱镜内表面反射问题,导致DMD上同一像素块在CCD上成两个像。在此分析了上述现象产生的原理,给出了解决此问题的方法。
共焦显微镜 横向扫描 数字微镜 光路优化 confocal microscope horizontal scanning DMD optical optimization
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
研究了基于数字微镜器件 (DMD)的多路并行共焦显微镜。利用 DMD产生特定的图案对光源进行调制, 形成多路并行共焦检测工作模式, 其作用相当于虚拟针孔阵列, 可以代替现有的并行扫描方式。采用 DMD作为共焦系统的并行横向扫描方式, 在不损失分辨率的前提下, 大大提高了测量速度。系统中虚拟针孔的大小和周期等关键参数具有程序可控制性, 能够根据不同的要求对样品进行测量。解决了分光棱镜内表面反射作用对共焦成像造成的干扰问题。设计了 DMD横向扫描策略。对样机进行了测试实验, 取得了系统的深度响应曲线, 并且成功还原了被测物表面的微结构。
共焦检测 数字微镜器件 虚拟针孔阵列 并行扫描 confocal inspection digital micromirror device virtual pinhole array parallel scanning
上海理工大学光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
报道了结合频分复用技术来提高荧光共焦生物显微探测系统探测能力的实现原理和方法。通过对双路激发光信号的载频调制，将激发光聚焦到生物样品上产生荧光信号，再通过傅里叶变换、滤波和解调制过程，最后将两路荧光信号强度随时间变化曲线进行还原。实验搭建了紫外波段激励光源的双频复用荧光共焦显微成像系统，并成功探测到了鼠神经海马细胞样品发出的双点荧光信号。频分复用共焦显微成像系统能够多通道、实时、快速地探测生物细胞荧光信号，并具有较高的时间和空间分辨率。
光学器件 共焦显微 频分复用 荧光显微镜 细胞探测 激光与光电子学进展
2011, 48(9): 091801
上海理工大学上海市现代光学重点实验室, 上海 200093
分析了多路频分复用并行显微荧光探测的基本原理，即把激发光分成多束，对每一束进行不同频率调制，聚焦到生物样品的不同位置，激发产生相应频率的荧光信号，再对光电倍增管（PMT）接收的荧光信号进行分频解调，实现实时、并行和高分辨率的探测技术。搭建了激发光源为405 nm近紫外激光的双路方波调制荧光显微探测系统，实验探测了老鼠神经细胞显微形态，分析解调了双点荧光能量随时间变化的曲线。并研究了荧光显微成像系统放大率、时间分辨率等技术参数，还通过数值分析给出了避免各通道间信号串扰的条件。
荧光显微探测 频分复用 调制 解调
