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全息數(shù)字顯微鏡

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更新時間：2024-02-02 14:23:52瀏覽次數(shù)：134次

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產(chǎn)品簡介

簡要描述：全息數(shù)字顯微鏡DHM; 是Lyncee Tec公司的技術(shù)。其工作原理為：全息圖由參考光束和經(jīng)被測物體表面反射的物光光束相互干涉形成，攜帶有被觀測物體的波前信息，由數(shù)碼相機捕捉，再通過計算機對所記錄的全息圖進行數(shù)值重建來得到被測物體的相位和振幅（光強）信息，進完成被測物體的數(shù)值三維重建。

詳細介紹

數(shù)字全息顯微鏡DHM® 的縱向精度是由激光的本征波長來校準的，因此提供了激光干涉級別的高精度和高可重復性的量測數(shù)據(jù)?？v向分辨率達到了亞納米，橫向分辨率則由所選物鏡決定。
另外得益于對所記錄全息圖的數(shù)字重建運算，DHM® 可數(shù)值選取所需聚焦的像面(數(shù)字自動聚焦)。這一功能也允許用戶在數(shù)據(jù)記錄后重新尋找聚焦像面，而無需再調(diào)整樣品實際高度。

全息數(shù)字顯微鏡

反射式數(shù)字全息顯微鏡(DHM® -R)，非掃描非接觸無損測量，顯示靜態(tài)和動態(tài)三維形貌，表征周期振動。

全息數(shù)字顯微鏡

超高速記錄動態(tài)三維形貌：
DHM® 采用非掃描機制，采集單幀圖像既能記錄樣品表面三維形貌，因此擁有其他技術(shù)無法匹敵的圖像采集速度。使用標準相機采集速度為視頻速率30幀/秒，而高速相機可以達到1000幀/秒，使得以下應用變?yōu)榭赡埽?br>研究可形變樣品三維動態(tài)響應
表面大區(qū)域掃描分析
高產(chǎn)量常規(guī)檢測
生產(chǎn)線在線三維形貌捕捉

MEMS測振分析，高可達25MHz
頻閃模塊(可選配件)可同步DHM® 測量時激光脈沖與 MEMS器件的激勵信號，獲取振動周期內(nèi)的全視場振動模態(tài)。這些*的分析數(shù)據(jù)可提供以下信息：
三維形貌時序圖
頻率共振分析和響應分析
面內(nèi)面外振幅分析(面內(nèi)振幅測量精度1nm，面外振幅測量精度5pm)
復雜運動表征，振動模態(tài)表征，樣品動態(tài)三維形貌

多種可控環(huán)境下測量
*的光學原理和光路設(shè)計使得DHM® 能夠滿足使用者在各種環(huán)境下的測量需求，提供靈活和便利的測量體驗：
透過玻璃(蓋玻片、載玻片、玻璃窗口)或者浸潤液
觀測環(huán)境控制箱或真空腔內(nèi)部樣品，可改變環(huán)境參數(shù)，比如溫度、濕度、氣壓、氣體成分等

測量透明樣品三維形貌
得益于DHM® 多激光源配置，通過反射分析軟件(可選配件)可以表征透明薄膜樣品，包括：
透明結(jié)構(gòu)表面形貌
多層透明薄膜組成結(jié)構(gòu)的厚度、折射率，測量范圍可從10納米至幾十微米
柔性材料或是液體的形貌

三維形貌時序圖: 水滴蒸發(fā)的全過程

反射式數(shù)字全息顯微鏡DHM® -R擁有三種型號，主要區(qū)別在于不同的激光源數(shù)量：
> R1000型配備單激光源，是測量平滑表面和振動的理想工具。
> R2100型配備可以同時使用的雙激光源，在測量復雜表面和非連續(xù)結(jié)構(gòu)時更有優(yōu)勢。
> R2200型是在R2100型基礎(chǔ)上擴展了第三個激光源，增加測量范圍的同時，也增添了針對半透明薄膜結(jié)構(gòu)的測量能力。

反射式數(shù)字全息顯微鏡DHM® R2100

R1000 系列

DHM®-R1000系列配置單波長激光源，可以為您的樣品提供實時三維檢測，擁有亞納米級分辨率，動態(tài)可測垂直臺階高度為333nm，而對于連續(xù)表面動態(tài)可測高度則達到了200μm。R1000系列是反射式DHM®的zui基本配置，性價比優(yōu)勢突出，使用極其便利。

適用范圍包括平滑表面、樣品形貌、以及不超過333nm陡直臺階等。

DHM R1000系列光路示意圖

R2100 系列

DHM®-R2100是按照能夠同時使用雙波長激光源測試的規(guī)格設(shè)計的，擁有亞納米級分辨率，動態(tài)可測垂直臺階高度達到了2.1 μm，對于連續(xù)表面動態(tài)可測高度同樣為200 μm。

兩個激光源擁有各自不同的參考光光路，但共用物光光路，主要優(yōu)勢在于：

可測垂直臺階高度增加到了2.1 μm

可以自由切換使用單、雙激光源進行實時測試

Mapping算法保證在可測垂直臺階高度范圍內(nèi)的亞納米測量精度

DHM®-R2100家族系列能夠使用相機同時記錄兩束光分別產(chǎn)生的干涉條紋并投射到同一幅全息圖上，之后還能對兩束光分別進行數(shù)字重建。兩束光源產(chǎn)生的合成波長使得動態(tài)可測垂直臺階擴展到了2.1 μm，這些過程均在視頻速率下完成。

DHM R1000系列光路示意圖

使用雙光源系統(tǒng)與使用單光源系統(tǒng)相比一樣便利。視不同被測樣品情況，使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測臺階范圍。

另外，通過結(jié)合單光源與合成光源的測量數(shù)據(jù)，在單光源模式下的亞納米垂直測量精度能夠利用功能強大的Mapping算法適用到雙光源模式。

DHM® 雙光源的原理

R2100 系列提供雙光源測試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個波長為Λ的合成光源。同時合成光源測試，在保持亞納米級精度的同時，將動態(tài)可測垂直臺階高度增加到了2.1 μm，而對于連續(xù)表面動態(tài)可測高度同樣為200 μm。

當然，雙光源系統(tǒng)的兩個光源也可以各自獨立單獨使用。

R2200 系列

DHM®-R2200 是按照三波長激光源的規(guī)格設(shè)計的，擁有亞納米級分辨率，動態(tài)可測垂直臺階高度達到了12 μm，對于連續(xù)表面動態(tài)可測高度同樣為200 μm。

DHM®-R2200 系列全息顯微鏡在實時測量方面達到了一個全新的高度。創(chuàng)新的光路設(shè)置包括了共用的物光光路以滿足三光源配置。三個光源允許使用兩組不同的雙光源組合，也就是說有兩個不同波長的合成光源供選擇：

動態(tài)可測垂直臺階高度范圍增加到了12 μm
可以自由切換使用單、雙激光源進行實時測試
Mapping算法保證在可測垂直臺階高度范圍內(nèi)的亞納米測量精度
使用雙光源測量與單光源同樣的便利性
DHM®-R2200 系列除了擁有三光源，在其他方面與DHM®-R2100系列有著同樣的特點和功能。 DHM®-R2200 系列能夠使用相機同時記錄兩束光分別產(chǎn)生的干涉條紋并投射到同一幅全息圖上，之后還能對兩束光分別進行數(shù)字重建。兩束光源產(chǎn)生的合成波長使得動態(tài)可測垂直臺階擴展到了12 μm，這些過程均在視頻速率下完成。

DHM R2200系列光路示意圖

使用三光源系統(tǒng)與使用單光源系統(tǒng)相比一樣便利。視不同被測樣品情況，使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測臺階范圍。

DHM®-R2200系列配置的第三光源用來與另外兩個光源結(jié)合使用。因此在雙光源使用模式下?lián)碛幸粋€短合成光波長和長合成光波長，進一步拓寬了動態(tài)測試范圍。DHM®-R2200系列的兩種合成波長分別為6 μm 和30 μm，對于動態(tài)可測垂直臺階高度分別為2.1 μm和12 μm。

另外，通過結(jié)合單光源與合成光源的測量數(shù)據(jù)，在單光源模式下的亞納米垂直測量精度能夠利用功能強大的Mapping算法適用到雙光源模式。

由于測量和圖像抓取速率快，DHM® 可以有效避免環(huán)境振動對測量帶來的影響，防止出現(xiàn)圖像模糊的情況。實時顯示的三維動態(tài)形貌保證了DHM® 使用的便利高效，而測量可以通過垂直相干掃描模式增加到厘米量級。

DHM® 雙光源的原理

R2200 系列提供兩組雙光源測試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個長合成波長Λ光源，在保持亞納米級精度的同時，將動態(tài)可測垂直臺階高度增加到了12 μm，而對于連續(xù)表面動態(tài)可測高度同樣為200 μm。

另外，光源 λ_1 和光源λ_3也可以合成一個短合成波長Λ光源，在保持亞納米級精度的同時，將動態(tài)可測垂直臺階高度增加到了2.1 μm。

Mapping算法保證在可測垂直臺階高度范圍內(nèi)的亞納米測量精度，每個光源也可以各自單獨使用。

參數(shù)指標

DHM型號	R1000	R2100	R2200
激光光源數(shù)量	1	2	3
工作波長 (± 1.0 nm)	666 nm	666 nm, 794 nm	666 nm, 794 nm, 680 nm
激光波長穩(wěn)定性	0.01 nm / °C (666 nm)
樣品臺	手動或電動XYZ樣品臺，zui大移動范圍 300 mm x 300 mm x 38 mm
物鏡	放大倍數(shù)1.25x 至 100x，可選標準物鏡、高NA值物鏡、蓋玻片矯正物鏡、長工作距物鏡、水鏡、油鏡等
物鏡臺	6口旋轉(zhuǎn)物鏡臺
電腦	Dell新工作站，In® 多核處理器，高性能顯卡針對DHM優(yōu)化配置，zui小21寸顯示器
軟件	Koala數(shù)據(jù)采集分析軟件，基于C++ 和NET 附加分析軟件供不同應用分析 (MEMS Analy sis Tool，Cell Analy sis Tool，Reflectometry Analy sis)
數(shù)據(jù)格式	多種保存格式，數(shù)據(jù)格式包括.bin格式和.txt格式圖像格式包括：tif格式和.txt矩陣格式

性能

測量模式	單激光波長 666 nm	雙激光合成波長 4.2 um	雙激光合成波長 24 um
可用測量模式的DHM型號	R1000, R2100, R2200	R2100, R2200	R2200
測量精度[nm]	0.15	0.15 / 3.0	20
縱向分辨率[nm]	0.30	0.30 / 6.0	40
測量可重復性[nm]	0.01	0.01 / 0.1	0.5
動態(tài)可測縱向范圍	zui大200um	zui大200um	zui大200um
zui大可測臺階高度	zui大333 nm	zui大2.1um	zui大12um
適用樣品表面類型	平滑表面	復雜或非連續(xù)結(jié)構(gòu)表面	復雜或非連續(xù)結(jié)構(gòu)表面
垂直校準	由干涉濾光片決定，范圍 ±0.1 nm
圖像采集時間	標準 500us (zui快可選10us)
圖像采集速率	標準 30 幀/秒 (1024 x 1024 像素) (zui快可選 1000 幀/秒)
實時重建速率	標準 25 幀/秒 (1024 x 1024 像素) (zui快可選 100 幀/秒)
橫向分辨率	由所選物鏡決定，zui大 300 nm
視場	由所選物鏡決定，范圍從 66um x 66um 至 5 mm x 5 mm
工作距	由所選物鏡決定，范圍從 0.3 至 18 mm
數(shù)碼聚焦范圍	高50倍于景深 (由所選物鏡決定)
zui小可測樣品反射率	低于 1%
樣品照明	zui低 1uW/cm2
頻閃模塊	適用于單光源和雙光源模式