1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心，上海 201800
2 上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240
3 中国科学院上海光学精密机械研究所，中国-俄罗斯“一带一路”激光科学联合实验室，上海 201800
4 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
扫描白光干涉术是目前最精确的表面形貌测量技术之一，被广泛应用于工业与科研领域。从发明至今的三十余年间，在精密光学、半导体、汽车及航天等先进制造领域的需求牵引下，该技术不断取得新的进展与突破。本文从技术应用、方法和算法创新、系统设计、理论模型、校准与误差补偿等方面，总结了过去二十年扫描白光干涉技术的重要进展，对该领域进一步发展提出了展望。
测量 白光干涉术 表面形貌 计量学 光学成像 干涉显微术 先进制造 激光与光电子学进展
2023, 60(3): 0312005
1 中国科学院重庆绿色智能技术研究院集成光电技术研究中心, 重庆 400714
2 国防科技信息研究中心, 北京 100048
3 军械工程学院电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
指纹识别是一种广泛应用的生物特征识别技术, 但现有指纹身份识别装置由于容易被指纹膜欺骗而存在安全问题, 手指表面弄脏、 太湿或者磨损也会导致识别失效, 存在鲁棒性差的问题。 手指内部220～550 μm的皮肤层, 具有表面(外部)指纹相同的拓扑特征。 这些内部层, 充当“主模板”导致外部指纹按照它的形状生长, 另外, 手指内部的汗腺和微血管结构也和指纹有跟随形状。 这些皮下指纹, 和对应层面的汗腺等组织结构, 具有终生不变性, 我们称之为内指纹。 内指纹难以仿制, 可以用于准确而高度鲁棒的生物身份识别。 但是目前报道的用扫频层析术获得内指纹图像, 由于对二维正面图像提取需要扫描, 并最终从三维指纹结构中重构正面图像, 数据量大, 提取速度太慢, 限制了其实用性。 提出一种基于宽光谱干涉显微术的手指皮肤下内部指纹成像系统, 以宽光谱弱相干白光激光实现3.5 μm轴向分辨率, 采用低数值孔径的光路提高了穿透深度, 利用光源空间非相干性和阵列探测器无需扫描一次性获得6.14 mm×6.14 mm的内指纹图像, 实现了0.4 s每帧的快速读取, 并以三维分层图像展示了手指内部指纹, 及其汗腺结构等特征, 该工作确认了宽广谱干涉显微术快速提取内指纹用于生物识别的可行性, 为高安全度生物识别提供了新方法。
干涉显微术 光学层析相干成像 成像系统 生物身份识别 内指纹 Interferometric microscopy Optical coherence tomography Imaging systems Biometric identification Internal fingerprint
对基于相位探测的干涉型表面等离子体显微术(SPIM)和基于强度探测的常规表面等离子体显微术(SPM)的空间分辨力进行了较系统的理论研究和比较,结果表明SPIM具有较高的空间分辨力.在给定的条件下,SPIM的最大纵向分辨力为0.212pm,是SPM的2.15倍.而在纵向分辨力都为2pm的条件下,SPIM的横向分辨力为2.17(m,是SPM的2倍.
表面等离子体 干涉显微术 空间分辨力
