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波前传感器在三维表面形貌、折射率测量和损伤阈值测量方面的应用

作者:admin  时间:2022-8-30 9:34:46

Phasics 的波前传感器和定量相位成像相机结构紧凑,对振动不敏感,可与任何光学显微镜集成。这使得 SID4 成为执行在线和离线材料鉴定的理想工具,例如绘制透明材料中Phasics测量折射率变化、激光诱导波前传感器测激光损伤阈值监测、光学波前传感器测量表面形貌和纳米颗粒光热成像。可以测量范围广泛的样品,包括飞秒激光刻写波导、光纤布拉格光栅、微结构光学表面、光学涂层、纳米粒子。


3D 表面形貌测量

易于集成的表面形貌测量:测量表面特性是一种控制和调整制造方法以提高样品整体性能的方法。对于此类应用,Phasics SID4 定量相位成像相机集成在商业或自制光学显微镜装置上。Phasics 的专家软件实时输出可直接转换为表面形貌的光程差(OPD) 图。用于表面测量的 Phasics 解决方案以其紧凑和易于集成而著称。事实上,SID4 波前传感器的应用与经典科学相机一样紧凑且易于集成。集成可以直接在生产线或计量实验室中进行。


被测表面在 SID4 定量相位成像相机上成像。SID4 可以直接集成在商业反射显微镜或专用在线光学系统上。由于 Phasics SID4 依赖于 QWLSI(一种消色差波前测量技术),因此白光和 LED 光源非常适合。此外,可以使用任何显微镜物镜进行测量,并且不依赖于偏振。

使用扫描 AFM 测量的表面缺陷与使用 SID4 定量相位成像相机的单次测量的比较。


使用 SID4 HR 定量相位成像相机和白光光学表面轮廓仪获得的深度测量结果的比较。报告了两个配置文件,第一个侧重于轮辋,另一个侧重于深度测量。

Phasics波前传感器的应用在3D表面形貌测量的优点:

-易于集成:即插即用相机, 结构紧凑,对振动不敏感

-广泛的兼容性:任何显微镜,任何照明(LED、白光、激光),任何目标

-强大的功能:1nm的相位分辨率, 全领域的单次拍摄测量,无人工制品


光波导计量和折射率映射

由于光损耗低,光波导主要用于光子器件和系统。光波导的折射率分布分布是决定插入损耗和传播模式的关键参数。基于其定量相位成像 (QPI) 技术,Phasics 提供用于测量折射率变化的高精度计量仪器。准确的Phasics测量折射率对于生产的光子器件的开发、优化和质量监控是必要的。作为一种非破坏性方法,QPI 给出了精确的波导折射率分布。SID4 成像系统适用于测量光纤或激光写入波导。

Phasics 定量相位成像 (QPI) 相机安装在经典明场显微镜上。无需修改显微镜。Phasics 专家软件输出的光程差 (OPD) 图可以很容易地转换为Phasics测量折射率变化图,如下所示:OPD = (n2 – n1) xd,其中 n2 n1 分别是周围材料的折射率,并且波导和 d 是折射率变化区域的厚度。

波导成像可以在两种不同的配置中完成:在 XY 或正交平面中。Phasics 定量相位相机测量波导产生的光程差 (OPD)。知道波导的机械尺寸后,就可以直接检索折射率值。

OPD (nm) = (n 波导 – n 衬底) x 机械厚度 (nm)

在此表示中,波导在正交配置中被切片和测量。


Phasics波前传感器的应用在光波导计量和折射率映射优点:

-高能力:,衍射极限空间分辨率,高度可重复,极其敏感

-强大的方法:非破坏性,二维映射,实时计算

-便于使用:兼容任何显微镜,结构紧凑,即插即用


波前传感器测激光损伤阈值(LIDT) 监测

SID4 波前传感器可应用于激光损伤检测和涂层或未涂层光学材料的激光诱导改性分析。Phasics 测量技术允许突出显示材料的修改,例如Phasics测量折射率变化、与应力或厚度差异相关的双折射效应以及表面修改。SID4 定量相位成像相机适用于透射和反射测量。单次泵探头测量对于理解物理过程的动力学或对涂层表面的影响具有很高的意义。

Phasics SID4 定量相位成像相机与经典明场显微镜耦合。在辐照之前获取参考测量值,并在样品辐照期间监测光程差 (OPD) 的演变。

在此图中,使用反射测量装置对光程差的变化进行采样。

在此图中,使用传输中的测量设置对光程差的变化进行采样。


使用在线 SID4 波前传感器(左栏)和光学表面轮廓仪(中栏)在二氧化硅样品上的激光照射部位获得波前传感器测量表面形貌图。每条线对应于在不同辐照激光能量密度下观察到的相同位置。

测试条件:在1030 nm处在熔融石英上激光创建的陨石坑,入射角为45° – 比例尺:10µm – [L. Gallais et Douti.-Fresnel Institute提供]

Phasics波前传感器的应用在激光波前传感器测激光损伤阈值 (LIDT) 监测优点:

-时间解决:,单发,非常适合飞秒源,泵探头兼容

-定量测量:,纳米灵敏度,高动态范围,高分辨率

-多才多艺的:,线上线下,即插即用相机,任何实验设置

纳米等离子体和光热成像

Phasics 提出的热成像解决方案使用与任何光学显微镜和任何激光模块兼容的高分辨率定量相位成像 (QPI) 相机。热成像显微镜技术允许研究细胞生物学、物理学和化学中的各种应用。

使用四波横向剪切干涉法 (TIQSI) 的热成像是一种非侵入性热显微技术,由菲涅尔研究所的 G. Baffou 博士与 Phasics 合作开发,能够在纳米级表征由照明纳米结构产生的热量。TIQSI 是基于通过波前测量测量已知介质的热引起的折射率变化,并将其转换为温度变化值。




加热样品周围的局部温度梯度会改变周围介质的折射率分布。入射光波前因此在穿过样品时弯曲。通过我们的 SID4 相机测量波前变形,可以计算出相应的温度变化 δT


在此表示中,加热装置组件由激光光源照射的纳米结构板组成。样品被加热,白光照明用于提供定量相位图像,从而提供温度图。

TIQSI 装置包括:

– 一个传统的白光显微镜

– 一个 SID4 波前传感器

– 一个加热装置组件(激光)

波前 δW 的变化是由折射率 δn 的变化引起的。通过了解折射率与温度之间的关系,通过反演问题算法从 δW 推导出温度变化值 δT

Phasics波前传感器的应用在纳米等离子体和光热成像优点

-易于集成:随着时间的推移可靠,宽场技术,无需扫描,兼容任何光学显微镜

-无与伦比的表演:温度灵敏度:0.1K,实时温度成像, ΔT=0k变化到超过200k

-强大的方法:衍射极限空间分辨率,非侵入性和无标记成像,空间和时间本地化











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