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Lyncee Tec DHM—R 系列全息數(shù)字顯微鏡

儀器簡介：Lyncee 數(shù)字全息顯微鏡 DHM Digital Holographic Microscopy

數(shù)字全息顯微鏡

系統(tǒng)

測(cè)量技術(shù)： 單波長透射式數(shù)字全息顯微鏡

成像類型： 強(qiáng)度及定量相差 (DHM模式)

光 源： 單波長激光

樣品臺(tái)： 手動(dòng)或自動(dòng)XYZ平臺(tái)， 行程200mm××100mm×15mm

相 機(jī)： 1392×1040像素， 8bits

有效物鏡： 標(biāo)準(zhǔn)顯微物鏡， 長工作距離物鏡， 油鏡或水鏡

性能

縱向分辨率： 10nm

垂直測(cè)量范圍： 可達(dá)340nm (取決于樣品)

橫向分辨率： 300nm (1.4NA)

視場范圍： 4.4mm

工作距離： 0.3~18mm

數(shù)字聚焦范圍： 達(dá)到50倍場深

抓圖時(shí)間： 小于1us

空間采樣： 1024×1024像素

采樣速率： 15fps (1024×1024像素)

單波長重建速率： 15fps (512×512像素)， 4fs(1024×1024像素)

樣品照明： 小于1uW/cm2

**樣品尺寸： 200mm×200mm

電源要求

輸入電壓： 85-260VAC， 50/60Hz

功率： 480W

重量&尺寸

顯微鏡部分： 500×500×500mm&34.5kg

主要特點(diǎn)：

實(shí)時(shí)的全場亞納米精度透過式光分布

非接觸式3D成像

可進(jìn)行相位測(cè)量

自動(dòng)相干補(bǔ)償

高分辨、實(shí)時(shí)測(cè)量

工作原理與結(jié)構(gòu):

數(shù)字全息顯微鏡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(cè)物體表面反射的物光光束相互干涉形成，攜帶有被觀測(cè)物體的波前信息，由數(shù)碼相機(jī)捕捉，再通過計(jì)算機(jī)對(duì)所記錄的全息圖進(jìn)行數(shù)值重建來得到被測(cè)物體的相位和振幅(光強(qiáng))信息，進(jìn)完成被測(cè)物體的數(shù)值三維重建。瞬渺代理.

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(zhǔn)的，因此提供了激光干涉級(jí)別的高精度和高可重復(fù)性的量測(cè)數(shù)據(jù)?？v向分辨率達(dá)到了亞納米，橫向分辨率則由所選物鏡決定。

另外得益于對(duì)所記錄全息圖的先進(jìn)數(shù)字重建運(yùn)算，DHM® 可數(shù)值選取所需聚焦的像面(數(shù)字自動(dòng)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(shí)際高度。

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

****的速度，獨(dú)具創(chuàng)新的技術(shù)

超高速記錄動(dòng)態(tài)三維形貌：

DHM® 采用非掃描機(jī)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(biāo)準(zhǔn)相機(jī)采集速度為視頻速率30幀/秒，而高速相機(jī)可以達(dá)到1000幀/秒，使得以下應(yīng)用變?yōu)榭赡埽?/p>

研究可形變樣品三維動(dòng)態(tài)響應(yīng)

表面大區(qū)域掃描分析

高產(chǎn)量常規(guī)檢測(cè)

生產(chǎn)線在線三維形貌捕捉

MEMS測(cè)振分析，**可達(dá)25MHz

頻閃模塊(可選配件)可同步DHM® 測(cè)量時(shí)激光脈沖與 MEMS器件的激勵(lì)信號(hào)，獲取振動(dòng)周期內(nèi)的全視場振動(dòng)模態(tài)。 這些特有的分析數(shù)據(jù)可提供以下信息：

三維形貌時(shí)序圖

頻率共振分析和響應(yīng)分析

面內(nèi)面外振幅分析(面內(nèi)振幅測(cè)量精度1nm，面外振幅測(cè)量精度5pm)

復(fù)雜運(yùn)動(dòng)表征，振動(dòng)模態(tài)表征，樣品動(dòng)態(tài)三維形貌

多種可控環(huán)境下測(cè)量獨(dú)特的光學(xué)原理和光路設(shè)計(jì)使得DHM® 能夠滿足使用者在各種環(huán)境下的測(cè)量需求，提供靈活和便利的測(cè)量體驗(yàn)：

透過玻璃(蓋玻片、載玻片、玻璃窗口)或者浸潤液

觀測(cè)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(cè)量透明樣品三維形貌得益于DHM® 多激光源配置，通過專用反射分析軟件(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(cè)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(shí)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(hào)，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(cè)量平滑表面和振動(dòng)的理想工具。

> R2100型配備可以同時(shí)使用的雙激光源，在測(cè)量復(fù)雜表面和非連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)更有優(yōu)勢(shì)。

> R2200型是在R2100型基礎(chǔ)上擴(kuò)展了第三個(gè)激光源，增加測(cè)量范圍的同時(shí)，也增添了針對(duì)半透明薄膜 結(jié)構(gòu)的測(cè)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(shí)時(shí)三維檢測(cè)，擁有亞納米級(jí)分辨率，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度為333nm，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度則達(dá)到了200μm。R1000系列是反射式DHM^®的*基本配置，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突出，使用極其便利。瞬渺代理

適用范圍包括平滑表面、樣品形貌、以及不超過333nm陡直臺(tái)階等。

DHM R1000系列光路示意圖

R2100 系列

DHM®-R2100是按照能夠同時(shí)使用雙波長激光源測(cè)試的規(guī)格設(shè)計(jì)的，擁有亞納米級(jí)分辨率，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度達(dá)到了2.1 μm，對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 μm。 瞬渺代理

兩個(gè)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(shì)在于：

可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm

可以自由切換使用單、雙激光源進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試

Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度

DHM®-R2100家族系列能夠使用相機(jī)同時(shí)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(duì)兩束光分別進(jìn)行數(shù)字重建。 兩束光源產(chǎn)生的合成波長使得動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階擴(kuò)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(cè)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(cè)臺(tái)階范圍。

另外，通過結(jié)合單光源與合成光源的測(cè)量數(shù)據(jù)，在單光源模式下的亞納米垂直測(cè)量精度能夠利用功能強(qiáng)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(cè)試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個(gè)波長為Λ的合成光源。同時(shí)合成光源測(cè)試，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí)，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 μm。

合成光源波長計(jì)算公式如下： Λ= (λ1 x λ2) / |λ1 – λ2| ， Λ?λ1， λ2

當(dāng)然，雙光源系統(tǒng)的兩個(gè)光源也可以各自獨(dú)立單獨(dú)使用。

R2200 系列

DHM^®-R2200 是按照三波長激光源的規(guī)格設(shè)計(jì)的，擁有亞納米級(jí)分辨率，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度達(dá)到了12 μm，對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 μm。

DHM^®-R2200 系列全息顯微鏡在實(shí)時(shí)測(cè)量方面達(dá)到了一個(gè)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(gè)光源允許使用兩組不同的雙光源組合，也就是說有兩個(gè)不同波長的合成光源供選擇：

• 動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)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(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試

• Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度

• 使用雙光源測(cè)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(diǎn)和功能。 DHM^®-R2200 系列能夠使用相機(jī)同時(shí)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(duì)兩束光分別進(jìn)行數(shù)字重建。 兩束光源產(chǎn)生的合成波長使得動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階擴(kuò)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(cè)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(cè)臺(tái)階范圍。

DHM^®-R2200系列配置的第三光源用來與另外兩個(gè)光源結(jié)合使用。 因此在雙光源使用模式下?lián)碛幸粋€(gè)短合成光波長和長合成光波長，進(jìn)一步拓寬了動(dòng)態(tài)測(cè)試范圍。DHM^®-R2200系列的兩種合成波長分別為6 μm 和30 μm，對(duì)于動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)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(cè)量數(shù)據(jù)，在單光源模式下的亞納米垂直測(cè)量精度能夠利用功能強(qiáng)大的Mapping算法適用到雙光源模式。

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

DHM^® 雙光源的原理

R2200 系列提供兩組雙光源測(cè)試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個(gè)長合成波長Λ光源，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí)，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了12 μm，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)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(gè)短合成波長Λ光源，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí)，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm。合成光源波長計(jì)算公式如下：

Λ= (λ₁ x λ₂) / |λ₁ – λ₂| ， Λ?λ₁， λ₂

or

Λ= (λ₁ x λ3) / |λ₁ – λ3| ， Λ?λ₁， λ3

Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度，每個(gè)光源也可以各自單獨(dú)使用。

技術(shù)參數(shù)：

技術(shù)參數(shù)

參數(shù)指標(biāo)

性能