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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明公开了一种基于涡旋二向色性的暗场共焦显微测量装置与方法，属于光学精密测量技术领域。包括阵列涡旋光产生模块、阵列涡旋光照明模块和阵列暗场共焦探测模块；阵列涡旋光产生模块的阵列涡旋波片生成涡旋光照明阵列涡旋光照明模块的样品，阵列暗场共焦探测模块提取散射信号，并对相反阶数涡旋光照明下的收集的散射信号作差。直接分析一阶涡旋照明下的散射信号，可提取亚表面划痕、磨损及亚表面裂痕、气泡等缺陷的三维分布信息；分析相反阶涡旋光照明下的散射信号差值，可获取微纳结构的手性信息。

主权项：1.基于涡旋二向色性的暗场共焦显微测量装置，其特征在于：包括阵列涡旋光产生模块、阵列涡旋光照明模块和阵列暗场共焦探测模块；阵列涡旋光产生模块按照光线传播方向依次为：激光器（1）、半波片（2）、四分之一波片（3）、一维扫描振镜（4）、扫描透镜（5）、管镜（6）和阵列涡旋波片（7），产生涡旋照明光束通过阵列涡旋波片（7）照射至非偏振分束器（8）生成光路一和光路二，分别照射至所述阵列涡旋光照明模块和所述阵列暗场共焦探测模块；阵列涡旋光照明模块按照光线传播方向依次为：物镜（9）、待测样品（10）和三维位移台（11），物镜（9）收集的反射光与散射光通过非偏振分束器（8）折射至孔径光阑阵列（12）；阵列暗场共焦探测模块按照光线传播方向依次为：孔径光阑阵列（12）、聚焦透镜（13）、单模光纤（14）和PMT探测器（15），在光路二的光束照明下采集反馈的散射光，得到涡旋二向色性散射信号；阵列涡旋波片（7）包含涡旋相位阵列，每一个涡旋相位分布expimφ，对应阶为m，光束照明在其上后生成m阶涡旋照明光束，光束入射在±m阶涡旋相位图的中心，m＝0,1,2…,10；通过阵列涡旋波片（7）的各阶涡旋照明光束经过非偏振分束器（8）由物镜（9）聚焦在待测样品（10）上的同一个焦点后；对于+m阶涡旋照明光束照明下的PMT探测器（15）收集的PMT信号与-m阶涡旋照明光束照明下的PMT探测器（15）收集PMT信号作差，得到涡旋二向色性散射信号；通过一维扫描振镜（4）、扫描透镜（5）和管镜（6）依次使光束通过阵列涡旋波片（7）不同阶涡旋相位的中心，产生环形涡旋照明光束；孔径光阑阵列（12）阻挡环形反射光，透过光斑中心的散射光。

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