[发明专利]一种大数值孔径物镜波像差检测装置及方法

权利要求书

1.一种大数值孔径物镜波像差检测装置，激光光源(201)、多模光纤(202)，还包括同轴放置的照明显微物镜(203)、散射器(204)、大数值孔径物镜(205)、准直镜(206)、空间滤波器(207)、微透镜阵列(101)和光强传感器(102)，其特征在于，

多模光纤(202)的出射端位于照明显微物镜(203)的物面上，散射器(204)放置在照明显微物镜(203)像平面上，激光光源(201)依次经过多模光纤(202)、照明显微物镜(203)和散射器(204)产生理想球面波；将待测大数值孔径物镜(205)的物像面颠倒放置，沿光轴放置在距散射器(204)像方工作距处，准直镜(206)沿光轴放置，其前焦面与大数值孔径物镜物(205)的工作物平面重合；微透镜阵列(101)位置与大数值孔径物镜(205)的出瞳C相对准直镜(206)共轭，光强传感器(102)放置在微透镜阵列(101)焦平面处；在标定系统误差时，将空间滤波器(207)放置在准直镜(206)的前焦面处。

2.根据权利1所述一种大数值孔径物镜波像差的检测装置，其特征在于，激光光源(201)、照明显微物镜(203)、准直镜(206)和微透镜阵列(101)的工作波长均为大数值孔径物镜(205)的工作波长λ。

3.根据权利1所述一种大数值孔径物镜波像差的检测装置，其特征在于，散射器(204)为旋转的毛玻璃，经过散射器(204)产生的光束数值孔径大于大数值孔径物镜(205)的像方数值孔径。

4.根据权利1所述一种大数值孔径物镜波像差的检测装置，其特征在于，大数值孔径物镜(205)的放大倍率β<1，工作像方数值孔径为NA，工作物方数值孔径为β·NA<NA，准直镜(206)的数值孔径等于大数值孔径物镜的物方数值孔径β·NA。

5.根据权利1所述一种大数值孔径物镜波像差的检测装置，其特征在于，微透镜阵列(101)与光强传感器(102)集成在一起，微透镜阵列(101)可插拔，微透镜为正交排布，单个微透镜口径为矩形。

6.如权利1所述一种大数值孔径物镜波像差的检测装置，其特征在于，空间滤波器(207)直径尺寸d<0.61λ/(β·NA)。

7.一种大数值孔径物镜波像差检测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、搭建照明系统，使激光光源(201)发出的光束经过多模光纤(202)照射在照明显微物镜(203)的物面上，经过散射器(204)产生理想球面波；

步骤2、将大数值孔径物镜物(205)像面倒置，放置在距散射器(204)像方工作距处，理想球面波由像面入射大数值孔径物镜(205)，物方出射的波前被准直镜(206)准直；

步骤3、利用光强传感器(102)依次获取被测波前在放置与不放置微透镜阵列(101)时的光强分布，运用相位恢复算法得到包含系统误差的被测波前的波像差W₀＝Φ₀(x₁,y₁)；

步骤4、对系统误差进行标定，将空间滤波器(207)置于大数值孔径物镜(205)的物平面上，产生理想球面波前，重复步骤3，得到系统误差W’；

步骤5、将包含系统误差的被测波像差W₀与系统误差W’相减，即可得到大数值孔径物镜(205)的波像差W，将波像差W拟合成36项或更高阶的Zernike多项式W(x1,y1)=ΣNakZk(x1,y1).]]>