[发明专利]基于双螺旋光束的样品轴向漂移检测及补偿方法和装置

权利要求书

1.一种基于双螺旋光束的样品轴向漂移检测及补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将准直后的激光光束入射至空间光调制器内进行相位调制，得到双螺旋照明光束，所述的双螺旋照明光束的聚焦光斑呈现出两个强度峰值，且这两个强度峰值之间的连线在光束传播方向上具有旋转特性；

2）所述的双螺旋照明光束经聚焦投射到位于三维纳米扫描平台上的待测样品，经待测样品反射并被显微物镜收集得到反射光束；

3）所述反射光束经聚焦得到具有两个强度峰值的聚焦光斑，并利用光电感应器件接收所述的聚焦光斑，得到光斑强度分布信息；

4）根据所述的光斑强度分布信息计算两个强度峰值之间的连线与水平方向的夹角；

5）利用所述的夹角和样品轴向漂移量的关系建立标定函数；

6）当待测样品发生轴向位置漂移时，重复步骤1）～4），得到实时测量的夹角，根据所述的标定函数计算当前的样品轴向漂移量，并依据当前的样品轴向漂移量调整所述三维纳米扫描平台的轴向位置，完成对待测样品的轴向位置的校正。

2.如权利要求1所述的基于双螺旋光束的样品轴向漂移检测及补偿方法，其特征在于，所述空间光调制器的相位调制函数f(ρ,φ)为

f(ρ,φ)=arg[U(ρ,φ,0)]

U(ρ,φ,z)=∑u_mn(ρ,φ,z),n=0,1,2,…,m=2n+1

其中，(ρ,φ,z)为以显微物镜的焦点为原点的柱坐标系的三个坐标分量，u_mn(ρ,φ,z)为第mn阶GL基模复光场，arg为复数的辐角函数。

3.如权利要求2所述的基于双螺旋光束的样品轴向漂移检测及补偿方法，其特征在于，所述第mn阶GL基模复光场u_mn(ρ,φ,z)为：

umn(ρ,φ,z)=w0/w(z^)exp(-ρ^2)exp(iρ^2z^)exp[-iarctan(z^)]·(2ρ^)|m|Lnm(2ρ^2)]]>

·exp(imφ)exp[-i(2n+m)arctan(z^)]]]>

其中，w₀为激光光束的束腰半径，i为虚数单位，λ为所用激光光束的波长，为第mn阶拉盖尔多项式。