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无衍射二维光学晶格的仿真方法
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作者 曲正 春光 +2 位作者 查日东 晓东 小唐 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期25-32,共8页
无衍射光学晶格主要采用函数传递的方式进行数值计算分析,数学模型抽象,程序构建复杂,难以灵活地分析不同光学元件及其缺陷和光路结构对光学晶格物理形成过程的影响。从光路仿真角度出发,提出了一种无衍射光学晶格的分析方法,实现了基... 无衍射光学晶格主要采用函数传递的方式进行数值计算分析,数学模型抽象,程序构建复杂,难以灵活地分析不同光学元件及其缺陷和光路结构对光学晶格物理形成过程的影响。从光路仿真角度出发,提出了一种无衍射光学晶格的分析方法,实现了基础方晶格、最大对称组合基础方晶格、一级稀疏方晶格等典型光学晶格结构的仿真,并验证了光束的无衍射性,说明了该方法的可行性。将该方法应用于光路结构和光学元件特性与光学晶格结构之间的关联分析,有助于探索无衍射二维光学晶格的形成与调控方法,以及潜在应用效果的评估。 展开更多
关键词 相干光学 相干干涉 二维光学晶格 光学仿真 光线追迹 无衍射光束
蛋白质力谱测试中生物分子链耦联技术 预览
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作者 小唐 李帅 +6 位作者 春光 何程智 高晓晴 韩梦柯 马国腾 李宏斌 晓东 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第2期113-121,共9页
蛋白质力谱测试是研究生物学的重要组成部分.蛋白质力谱测试的成功取决于两大技术:一是分子尺度的力谱测量能力,即皮牛量级的力学分辨力和纳米级别的空间分辨力;二是蛋白质样品制备能力,通过将微观生物分子链与介观微球/探针/基底耦联,... 蛋白质力谱测试是研究生物学的重要组成部分.蛋白质力谱测试的成功取决于两大技术:一是分子尺度的力谱测量能力,即皮牛量级的力学分辨力和纳米级别的空间分辨力;二是蛋白质样品制备能力,通过将微观生物分子链与介观微球/探针/基底耦联,实现对分子尺度蛋白质的有效测量.然而,蛋白质样品的耦联情况很难在视觉上直接观测,耦联效果的好坏决定测试的成败.因此,蛋白质样品相关制备方法、耦联工艺一直是单分子力谱测试中的研究重点.针对3种主要单分子力谱测试技术即光镊、磁镊及原子力显微术对测试蛋白质的需求特点,特别是对多分子链耦合样品的测试需求特点,介绍了多种基于基底修饰、蛋白质修饰和DNA链修饰的提高连接待测蛋白质与DNA链/微球/探针/玻片/云母片的方法,分析了各自的优缺点,并总结了典型的应用,为相关领域中样品的制备提供参考方案。 展开更多
关键词 蛋白质力谱 光镊 磁镊 原子力显微术 耦联
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基于二维光学点阵形变的面形测量 被引量:2
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作者 凌秋雨 春光 +2 位作者 查日东 晓东 小唐 《光学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期162-168,共7页
反射镜是光学仪器的核心元件,其面形的精密测量一直是研究领域的重要内容。利用光场调控产生大小灵活可变的空间周期性分布的光学点阵,并提出了一种基于二维光学点阵形变实现面形快速测量的方法。结合几何光学和空间三维变换理论,建立... 反射镜是光学仪器的核心元件,其面形的精密测量一直是研究领域的重要内容。利用光场调控产生大小灵活可变的空间周期性分布的光学点阵,并提出了一种基于二维光学点阵形变实现面形快速测量的方法。结合几何光学和空间三维变换理论,建立了二维光学点阵几何形变量与反射镜三维面形的数学关联模型,并提出了基于点阵质心的面形重构算法,研究分析了测量方法的测量范围和单像素点分辨率,并对反射镜进行了多倾角的实验测试,实现了对直径为10.5mm的反射镜的亚微米级的测量。通过将测试数据与商用干涉仪的测量数据进行比较,验证了所提方法的可行性。该方法具有测量精度高、速度快和适应强等特点。 展开更多
关键词 测量 面形测量 高精度反射镜 光学点阵 激光三角法
X轴分离式高速原子力显微镜系统设计 预览
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作者 刘璐 吴森 +2 位作者 晓东 庞海 小唐 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2018年第3期662-671,共10页
为了提高原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)的成像速度,本文提出了一种新的AFM结构设计方案并搭建了相应的实验系统。在该方案中,Y、Z扫描器集成于测头内驱动探针进行慢轴扫描和形貌反馈;X扫描器与测头分离,驱动样品做快... 为了提高原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)的成像速度,本文提出了一种新的AFM结构设计方案并搭建了相应的实验系统。在该方案中,Y、Z扫描器集成于测头内驱动探针进行慢轴扫描和形貌反馈;X扫描器与测头分离,驱动样品做快轴扫描。X扫描器采用高刚性的独立一维纳米位移台,能够承载尺寸和质量较大的样品高速往复运动而不易发生共振;同时Z扫描器的载荷实现最小化,固有频率得以显著提高。为了避免测头的扫描运动引起检测光束与探针相对位置的偏差,设计了一种随动式光杠杆光路;为了便于装卸探针以及精确调整激光在探针上的反射位置,设计了基于磁力的探针固定装置和相应的光路调节方案。对所搭建的AFM系统的初步测试结果表明,该系统在采用三角波驱动和简单PID控制算法的情况下,可搭载尺寸达数厘米且质量超过10 g的较大样品实现13μm×13μm范围50 Hz行频的高速成像。 展开更多
关键词 原子力显微镜 高速 快轴 扫描器 光杠杆
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Al2O3(0001)邻晶面上基底温度对PTCDI-C5岛分布的影响
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作者 李煜溪 李艳宁 +4 位作者 魏亚旭 吴森 春光 孙立东 小唐 《纳米技术与精密工程》 CSCD 2018年第1期54-58,共5页
在 α-Al2O3(0001)表面研究了 二戌基-3,4,9, 10-苝二甲酰亚胺( PTCDI-C5)薄膜形貌与基底温度之间的关系.在背景真空度低于6 × 10^-7 Pa的超高真空腔中,利用分子束外延方法在基底上生长标称厚度为0. 6nm的 PTCDI-C5薄膜,薄膜... 在 α-Al2O3(0001)表面研究了 二戌基-3,4,9, 10-苝二甲酰亚胺( PTCDI-C5)薄膜形貌与基底温度之间的关系.在背景真空度低于6 × 10^-7 Pa的超高真空腔中,利用分子束外延方法在基底上生长标称厚度为0. 6nm的 PTCDI-C5薄膜,薄膜生长过程中的基底温度分别被控制在25 T :、37 ℃和61 ℃. 生长结束后,利用原子力显微镜 (AFM)轻敲模式在大气环境下对薄膜形貌进行离线表征.AFM图像显示在Al2O3基底表面, PTCDI-C5分子形成岛, 而且PTCDI-C5岛的排列与基底温度之间呈现-定关系.本文实验条件下,在 25 ℃和 37℃之间存在一个基底温度 阈值.在薄膜生长过程中,当基底温度低于此温度阈值时, PTCDI-C5岛在基底表面随机排列;相反,当基底温度高于 此温度阈值时, PTCDI-C5岛沿着Al2O3( 0001)表面的台阶边缘分布. 展开更多
关键词 PTCDI-C5 氧化铝 基底温度 原子力显微镜
微球三维位置快速精密测量的新方法 被引量:2
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作者 姚成文 雷海 +4 位作者 常新宇 春光 晓东 李宏斌 小唐 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期151-159,共9页
为了实现对液态环境中微球三维位置的快速精密测量,尤其是轴向的测量分辨力和速度,基于离焦成像测量理论,结合并改进象限插值法和矢径投影算法,提出了一种新的方法,实现了对微球三维方向1nm测量分辨力的跟踪测量。该方法测量效率高,对... 为了实现对液态环境中微球三维位置的快速精密测量,尤其是轴向的测量分辨力和速度,基于离焦成像测量理论,结合并改进象限插值法和矢径投影算法,提出了一种新的方法,实现了对微球三维方向1nm测量分辨力的跟踪测量。该方法测量效率高,对单个粒子轴向位置的测量速率最快达到每秒上百帧甚至更高。进一步讨论了横向位置测量误差对轴向测量分辨力的影响,分析了轴向方向大范围的跟踪测量分辨力。通过和相同实验条件下的互相关方法对比,说明该方法在实际测量中具有可行性,在实现相同轴向测量分辨力的情况下测量效率更高。 展开更多
关键词 测量 微球三维位置 象限差值 矢径投影 单分子动力学
超分辨显微技术在活细胞中的应用与发展 预览 被引量:1
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作者 春光 查日东 +4 位作者 凌秋雨 何程智 李奇峰 晓东 小唐 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2017年第11期15-25,共11页
细胞是生命体的基本单位和功能单位,对活细胞内部结构及其功能的研究是了解掌握生命本质的基础之一,因此活细胞的实时观测对生命科学的发展具有重要意义。传统的光学显微技术受衍射极限的限制,无法观测200 nm以下的生物结构细节。近20年... 细胞是生命体的基本单位和功能单位,对活细胞内部结构及其功能的研究是了解掌握生命本质的基础之一,因此活细胞的实时观测对生命科学的发展具有重要意义。传统的光学显微技术受衍射极限的限制,无法观测200 nm以下的生物结构细节。近20年来,随着超衍射极限光学理论、技术、器件和荧光探针等方面的快速发展,超分辨显微成像技术已成为应用于生命科学研究的重要手段。然而,大多数超分辨显微方法或测量耗时长,或易引起荧光蛋白漂白/细胞损伤,在活细胞研究中受到极大限制,已成为超分辨显微领域重点攻关的方向之一。为此,文中结合作者在快速超分辨显微技术研究的基础上,介绍了基于单分子成像的光激活定位显微技术和随机光学重构显微技术、基于荧光非线性可饱和光转换的受激发射显微技术以及基于结构光照明的超分辨显微技术,并探讨了在活细胞成像中的发展应用。最后,文中展望了超分辨显微成像技术在活细胞成像中的未来发展趋势。 展开更多
关键词 超分辨显微技术 单分子定位显微技术 受激发射损耗显微技术 结构光照明显微技术
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光镊力谱系统双光束串扰因素研究
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作者 春光 王国庆 +2 位作者 李宏斌 晓东 小唐 《纳米技术与精密工程》 CSCD 北大核心 2017年第3期168-174,共7页
为了降低和消除光镊力谱系统中双光阱之间的干扰,进一步提高测试精度,本文对双光阱光镊系统中两光束间串扰的成因及其对力谱测量的影响展开了研究.研究发现,高倍物镜组与样品池构成的光学结构会引起光束偏振态的改变,是双光束串扰形成... 为了降低和消除光镊力谱系统中双光阱之间的干扰,进一步提高测试精度,本文对双光阱光镊系统中两光束间串扰的成因及其对力谱测量的影响展开了研究.研究发现,高倍物镜组与样品池构成的光学结构会引起光束偏振态的改变,是双光束串扰形成的主要因素;偏振分光棱镜自身的分光特性是串扰产生的另一因素;光阱捕获的微球,虽然改变了光束的形状和传播方向,但在光束串扰方面贡献很小.双光束的串扰信号叠加在探测的光强信号上,影响了光阱刚度和位移灵敏度的标定,最终导致力学测量的偏差.光镊系统中双光束的串扰量在同一次实验的一定时间内基本稳定.根据双光阱光镊系统的这一特点,本文提出了实时测量双光阱光镊系统两光阱独立存在时和同时存在时双光阱的刚度和位移灵敏度的方法,并经多次实验求平均后得到两种情况下双光阱的刚度和位移灵敏度的比值,在后续实验中,将该比值作为修正参数对实测的力谱曲线进行修正.结果表明,该方法有助于减小双光束串扰的影响,优化力谱测量结果,测试精度提高3.4!. 展开更多
关键词 光镊力谱 双光阱 串扰 参数修正
液体环境对光镊稳定捕获的影响
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作者 春光 王思蓉 +4 位作者 高晓晴 苏晨光 李宏斌 晓东 小唐 《纳米技术与精密工程》 CSCD 北大核心 2017年第6期431-437,共7页
具有高精度和高灵敏度的光镊技术在生物领域,特别是生物单分子力谱测量中,有着广泛和重要的应用.对微米量级粒子的稳定捕获是光镊技术开展应用研究的基础.非水环境在生物单分子研究领域越来越受到重视,本文对不同液体环境影响光阱稳定... 具有高精度和高灵敏度的光镊技术在生物领域,特别是生物单分子力谱测量中,有着广泛和重要的应用.对微米量级粒子的稳定捕获是光镊技术开展应用研究的基础.非水环境在生物单分子研究领域越来越受到重视,本文对不同液体环境影响光阱稳定捕获的热力学因素进行研究,结合热力学仿真建立了热梯度力模型,分析了微球在向会聚光束焦点横向运动过程中受到的热梯度力的变化,并与T矩阵理论仿真得到的光阱力空间分布进行比较,总结了液体环境影响热梯度力的关键参数.在异丙醇环境里捕获直径为5μm硅球的实验中,5μm硅球无法进入光阱.针对这一实验现象,结合实验中微球的运动状态,通过分析仿真的光阱力和热梯度力在空间上的分布差异,给出了合理的解释,证明了上述理论的可行性,为评估不同溶液环境里激光热效应对光阱捕获微球的影响提供了分析方法. 展开更多
关键词 光镊 热梯度力 非水环境 微球捕获
基于Linnik型白光显微干涉光谱测量方法
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作者 郭彤 周勇 +3 位作者 李明惠 吴菊红 傅星 小唐 《纳米技术与精密工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期360-365,共6页
b针对在复杂测量环境下实现薄膜类样品的高精度测量需求,基于白光干涉光谱测量理论,搭建了Linnik型白光显微干涉光谱测量系统,该系统具有较长的工作距离.系统采用5步相移算法实现相位信息的精确提取,通过对绝对距离以及标准薄膜样品的测... b针对在复杂测量环境下实现薄膜类样品的高精度测量需求,基于白光干涉光谱测量理论,搭建了Linnik型白光显微干涉光谱测量系统,该系统具有较长的工作距离.系统采用5步相移算法实现相位信息的精确提取,通过对绝对距离以及标准薄膜样品的测试,验证了方法的可行性,并在此基础上利用系统实现了对微结构表面形貌和不同材料薄膜厚度的纳米级精度测量. 展开更多
关键词 Lirmik型 白光干涉光谱 薄膜 非线性相位修正
基于反射差分显微术的有机薄膜空间均一性研究 预览
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作者 霍树春 春光 +2 位作者 沈万福 李艳宁 小唐 《红外与毫米波学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期756-760,共5页
有机薄膜半导体器件在微电子和光电子领域具有重要的研究与应用价值,其成膜质量是影响器件性能的重要因素,如空间分布的均一性.采用反射差分显微测量方法,对各向异性基底上生长的并五苯薄膜的反射差分显微图像进行分析,研究了该薄膜参... 有机薄膜半导体器件在微电子和光电子领域具有重要的研究与应用价值,其成膜质量是影响器件性能的重要因素,如空间分布的均一性.采用反射差分显微测量方法,对各向异性基底上生长的并五苯薄膜的反射差分显微图像进行分析,研究了该薄膜参数空间分布的非均一性,同时展示了反射差分显微术在薄膜制备检测及工艺研究的应用价值. 展开更多
关键词 反射差分显微术 各向异性 薄膜质量 偏振光学
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基于单偏振器的液晶相位延迟器光电特性 预览 被引量:1
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作者 霍树春 春光 +2 位作者 沈万福 李艳宁 小唐 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期68-71,77共5页
液晶相位延迟器(LCVR)是一种新型偏振器件,精确标定其光电特性是实现基于该器件的精密光学偏振测量的关键环节.通过建立探测光强与相位延迟值和器件方位角的数学模型,提出了一种基于单偏振器的测量新方法,可快速计算出不同电压作用下... 液晶相位延迟器(LCVR)是一种新型偏振器件,精确标定其光电特性是实现基于该器件的精密光学偏振测量的关键环节.通过建立探测光强与相位延迟值和器件方位角的数学模型,提出了一种基于单偏振器的测量新方法,可快速计算出不同电压作用下的LCVR本征轴方位角和相位延迟值.该方法具有测试结构简单、相位延迟测量过程无需机械旋转、全谱测量速度快的优点.此外,该测量结构便于集成在其它偏振测量结构中,实现LCVR的在线、实时标定.实验结果表明基于上述方法的测试系统,LCVR的相位延迟测量重复性优于5‰,本征轴方位角的测量分辨率优于0.1°. 展开更多
关键词 液晶延迟器 相位测量 本征轴方位角 偏振光学
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纳米有机薄膜有效导电层的反射光谱法研究 预览 被引量:1
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作者 侯艳洁 春光 +3 位作者 张雷 陈雪娇 傅星 小唐 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期1-9,共9页
为研究纳米厚度有机薄膜生长过程中有效导电层的判定方法,揭示反射光谱蕴含的薄膜生长机理,基于多相膜层等效结构和光学菲涅耳方程建立了材料光学系数和膜层厚度为参数的差分反射光谱数学模型,提出了依据相对拟合误差的拟合度评价方法.... 为研究纳米厚度有机薄膜生长过程中有效导电层的判定方法,揭示反射光谱蕴含的薄膜生长机理,基于多相膜层等效结构和光学菲涅耳方程建立了材料光学系数和膜层厚度为参数的差分反射光谱数学模型,提出了依据相对拟合误差的拟合度评价方法.通过分析室温真空环境纳米厚度并五苯薄膜在Si/SiO2基底上生长过程的差分反射光谱,发现采用四相膜层结构和并五苯薄膜晶体结构光学系数拟合的差分反射光谱与实验数据符合良好,确认并五苯分子主要以薄膜结构的形态进行生长,膜厚生长速率约为0.2 nm/min.该方法避免了反射光谱中多膜层结构产生的干涉信号对生长机理分析的影响.更为重要的是,相对拟合误差随生长时间的变化趋势与由薄膜构建的场效应管结构的电学特性呈现出明显的相关性,不仅反映了生长过程中薄膜成膜模式的演变趋势,还清晰地揭示了有效导电层的形成过程,为光谱法研究薄膜生长机理和无法进行电学测试的条件下监测薄膜电学特性提供了新手段. 展开更多
关键词 有机薄膜 光学模型 有效导电层 反射光谱
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基于新型探针的双频原子力显微系统开发
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作者 郭彤 陶然 +3 位作者 武志超 陈津平 傅星 小唐 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期145-149,共5页
传统原子力显微镜(AFM)在接触模式下工作时具有接触力较大、易损伤样品的缺点.本文通过对新型自感应音叉探针施加双频激励,使得AFM工作在轻敲模式下,减小了接触力和扫描过程中的侧向力影响,实现了样品表面力学特性和亚表面结构的表征... 传统原子力显微镜(AFM)在接触模式下工作时具有接触力较大、易损伤样品的缺点.本文通过对新型自感应音叉探针施加双频激励,使得AFM工作在轻敲模式下,减小了接触力和扫描过程中的侧向力影响,实现了样品表面力学特性和亚表面结构的表征.然后利用基于DSP的PI反馈控制模块,完成了线扫描实验,证明该双频原子力显微测量系统具有较好的测量能力. 展开更多
关键词 原子力显微镜 音叉探针 双频激励 谐振频率 弹性模量
光镊力谱系统微球位移的纳米精度测量
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作者 春光 章承伟 +4 位作者 安然 雷海 晓东 李宏斌 小唐 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期448-453,共6页
广泛用于生物单分子研究的光镊力谱技术,其皮牛级的力学测量性能依赖于光阱刚度和微球位移的精确测量.为实现纳米精度的位移测量能力,在分析背焦平面干涉法测量精度的基础上,提出了基于四象限光电探测器( QPD)和现场可编程门阵列... 广泛用于生物单分子研究的光镊力谱技术,其皮牛级的力学测量性能依赖于光阱刚度和微球位移的精确测量.为实现纳米精度的位移测量能力,在分析背焦平面干涉法测量精度的基础上,提出了基于四象限光电探测器( QPD)和现场可编程门阵列( FPGA)开发板的测量方案,并建立了相应的测量系统.实验采用精密位移台驱动固定微球往复经过光阱,对系统的测量性能进行了标定.结果表明,该方案的探测灵敏度达到12.1 mV/nm,探测精度优于3 nm,探测分辨力小于1 nm,满足生物单分子拉伸力谱测试对微球位移探测的要求. 展开更多
关键词 光镊 背焦平面干涉法 位移测量 四象限光电探测器
CD-AFM扫描图像的三维拼接方法 被引量:1
16
作者 小唐 李凯凯 +2 位作者 徐临燕 晓东 吴森 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期219-225,共7页
基于原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)的关键尺寸(critical dimension,CD)测量技术可有效测量MEMS结构的侧壁形貌和线宽,针对CD—AFM的关键共性技术之一提出了一种三维图像拼接方法,旨在把结构正表面图像和侧壁图像... 基于原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)的关键尺寸(critical dimension,CD)测量技术可有效测量MEMS结构的侧壁形貌和线宽,针对CD—AFM的关键共性技术之一提出了一种三维图像拼接方法,旨在把结构正表面图像和侧壁图像拼接成为一幅完整的三维图像.通过旋转样品的方式,利用AFM扫描结构形貌,分别得到其正表面和侧壁的扫描图像.在两幅图像的重叠区域进行图像预处理和快速图像相关匹配,可准确获取图像匹配点.随后.对侧壁扫描图像进行逐列翻转、切割、旋转和拼接等操作,最终可得到结构的三维形貌图像.采用C++语言编写的算法对AFM获得的实际扫描图像进行了三维拼接,拼缝边缘曲线相似程度达到97.62%,结果表明该算法具有很好的准确度. 展开更多
关键词 关键尺寸 原子力显微镜 侧壁形貌 三维图像拼接
基于离轴显微干涉术的单幅干涉图相位求解(英文) 被引量:1
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作者 曾雅楠 雷海 +2 位作者 常新宇 晓东 小唐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期276-283,共8页
提出一种用于测量微结构表面形貌的离轴显微干涉术。该技术的实验装置为一个优化的马赫-曾德尔干涉仪。其特点为参考波是具有一定载频的倾斜波。该技术中应用CCD记录离轴显微干涉图,并用傅里叶变换方法对记录的干涉图在傅里叶面进行频... 提出一种用于测量微结构表面形貌的离轴显微干涉术。该技术的实验装置为一个优化的马赫-曾德尔干涉仪。其特点为参考波是具有一定载频的倾斜波。该技术中应用CCD记录离轴显微干涉图,并用傅里叶变换方法对记录的干涉图在傅里叶面进行频谱滤波求解相位。不同于经典显微干涉术,离轴显微干涉图的载频较高,仅需单幅干涉图即可得到相位信息。因此该技术在测量中具有防振、快捷有效的特点。利用一个标准微台阶以及微孔阵列的形貌检测结果验证该技术的有效性,同时与轮廓仪的测试结果进行对比,证明结果一致。被测物也应用Mirau干涉显微镜进行测试,实验结果表明经典显微干涉图干涉信息载频不足,仅使用单幅干涉图不能得到正确相位,该组实验证明了离轴显微干涉术相对于传统显微干涉术的优越性。 展开更多
关键词 测量 表面形貌 离轴 载频 显微干涉
离焦图像的互相关匹配法测量微球三维位置研究 被引量:2
18
作者 谢湘军 雷海 +3 位作者 常新宇 曾雅楠 晓东 小唐 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期172-178,共7页
为了提高在液态环境中对直径微米量级微球三维位置测量的空间分辨力,尤其是轴向的测量精度,将互相关算法对相似图像高精准的匹配特性与离焦成像法测量微球三维位置的思想相结合,讨论基于互相关匹配的离焦成像法测量微球三维位置的方法... 为了提高在液态环境中对直径微米量级微球三维位置测量的空间分辨力,尤其是轴向的测量精度,将互相关算法对相似图像高精准的匹配特性与离焦成像法测量微球三维位置的思想相结合,讨论基于互相关匹配的离焦成像法测量微球三维位置的方法。实验表明,该方法对微球轴向位置4 min内连续定位的测量标准差约为0.64 nm,已实现对微球三维方向1 nm阶跃变化的分辨测量,这在生物单分子动力学、粒子图像测速技术等研究领域具有重要意义。相同实验条件下,与同轴数字全息显微术对微球三维位置的对比测量和分析也初步说明了该方法在实际测量应用中的可行性与高精度的特点。 展开更多
关键词 测量 微球三维位置 互相关 离焦成像 生物单分子动力学
有机半导体薄膜生长原位实时测量方法的研究 预览
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作者 徐佳佳 春光 +3 位作者 陈雪娇 张雷 傅星 小唐 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第23期42-49,共8页
针对原位实时监测有机半导体薄膜生长情况的需求,提出了差分反射光谱法与场效应晶体管法结合的光电联合测量方法,设计研制了测量系统.以并五苯有机分子为例,通过自制底栅底接触式场效应管微结构,实验测试了热蒸发法生长导电膜层过程中... 针对原位实时监测有机半导体薄膜生长情况的需求,提出了差分反射光谱法与场效应晶体管法结合的光电联合测量方法,设计研制了测量系统.以并五苯有机分子为例,通过自制底栅底接触式场效应管微结构,实验测试了热蒸发法生长导电膜层过程中光电信号的演变与相互关联.光谱信号显示,并五苯以薄膜态结构进行生长,光谱随生长进程变化显著.实验数据与四相结构模型仿真结果的良好吻合,表明因薄膜增厚引起干涉条件的改变是光谱变化的主因,由此推算出薄膜生长速率为0.23 nm/min.当薄膜等效厚度达到28 nm时,场效应管的导电性显著增强,标志着并五苯有效传输层的形成.此后,薄膜厚度持续增加,但测试电流增长缓慢,说明该结构进入电学特性饱和区.光电联合法不仅有助于研究有机半导体薄膜的光谱信息、电学特性和薄膜结构之间的相互对应关系,也为发展原位监测有机半导体薄膜制备过程,探索最佳工艺提供了新的研究手段. 展开更多
关键词 有机半导体薄膜 光电特性 原位测量 并五苯
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基于差分反射光谱的真空环境有机薄膜生长在线监测方法 预览
20
作者 姚姚 春光 +3 位作者 徐臻圆 张雷 傅星 小唐 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1320-1324,共5页
有机薄膜器件是微电子和光电子领域的重点研究方向。薄膜制备过程的在线监测作为研究成膜机理和优化工艺参数最直接的测量手段,对薄膜器件的高质量制备具有重要意义。为实现真空环境有机薄膜制备过程的实时在线监测,提出了一种基于差分... 有机薄膜器件是微电子和光电子领域的重点研究方向。薄膜制备过程的在线监测作为研究成膜机理和优化工艺参数最直接的测量手段,对薄膜器件的高质量制备具有重要意义。为实现真空环境有机薄膜制备过程的实时在线监测,提出了一种基于差分反射光谱术的高精度测量方法。采用离轴抛物面反射镜、光学平板和光纤等基本光学元器件构建紧凑型光路系统,运用差分算法分析光谱信号,具有较高的测量性能。测试了不同实验环境下光谱信号的波动,得出在控温条件下,系统的长时间测量重复性优于2‰。还研究了并五苯分子通过分子束外延制膜法在Au基底成膜初始阶段的生长过程。通过与膜厚仪和原子力显微镜测试结果比对,光谱信号精确反映出超薄膜在生长中引起的细微光学演变,其测量精度优于亚单分子层。实验结果表明,该差分反射光谱测量系统具有宽光谱(300~820nm)、高稳定性(重复性优于2×10^-3)、高测量精度(亚单分子层)等特点,并有效地抑制了光路装配误差、光学器件缺陷和环境干扰等对光信号的影响,作为一种高精度表面表征方法,适合于薄膜制备过程的实时在线监测。 展开更多
关键词 表面光学表征 差分反射光谱技术 在线测量 有机薄膜生长
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