基于光场调控的光学晶格的设计及其在精密测量中的应用

发布时间：2023-04-01 22:55

　　光学晶格是多束激光交汇干涉产生的周期性势阱图案,按维度可以分为一维、二维、三维光学晶格,按周期可以分为原始(基础)晶格和稀疏晶格,其对称性可按照布拉菲格子进行分类。用基于空间光调制器的光场调控的方法产生的光学晶格灵活多样、变化迅速、一致性好,可以近乎实时地改变光学晶格的周期、晶胞大小和对称性,并且周期的精度可以溯源到空间光调制器的像素精度。由于以上诸多优点,光学晶格已经广泛应用于原子的捕获与冷却、原子钟、光子晶体光刻、微流体分选和超分辨显微等领域,其中在超分辨显微领域尤以以近两年出现的晶格层光显微技术最为突出。尽管如此,光学晶格在精密测量领域的应用却罕见报道。本文基于光学晶格的特点和优势,首次提出光晶格轮廓术的方法应用于表面形貌的测量。本文的主要工作包括:1、对光学晶格的产生与发展、理论与应用做了比较详细的综述,由此引出光学晶格在晶格层光显微技术中的应用和意义,并提出光晶格轮廓术的概念以拓展其在精密测量领域的应用。2、基于光学晶格的实验产生机理,理论推导了原始光学晶格、稀疏光学晶格、组合光学晶格的设计过程。并且搭建了实验光路以验证设计思路。3、提出了光晶格轮廓术的概念,并从原理上和实验...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 光学晶格发展概述
    1.2 光学晶格的几种实验产生方法
    1.3 光学晶格的几个典型应用
    1.4 晶格层光显微技术的研究意义
    1.5 光学晶格在形貌测量领域的潜在应用
    1.6 本文主要研究内容
第二章 光学晶格的设计及实验方法
    2.1 理想光学晶格的设计
        2.1.1 光学晶格的产生机理
        2.1.2 原始光学晶格的设计
        2.1.3 组合和稀疏光学晶格的设计
    2.2 光学晶格的实验产生方法
    2.3 实验结果与讨论
    2.4 本章小结
第三章 光晶格轮廓术
    3.1 光晶格轮廓术的测量原理
        3.1.1 最大对称基础方晶格的建模
        3.1.2 光学晶格的变化与表面形貌间的关系
        3.1.3 解相位算法
        3.1.4 形貌重构算法
    3.2 光晶格轮廓术的实验光路
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 倾斜变形的重构结果
        3.3.2 凸起变形的重构结果
    3.4 本章小结
第四章 晶格层光显微技术的研究
    4.1 晶格层光显微技术的原理
        4.1.1 层光显微技术基础
        4.1.2 激发光照明策略
    4.2 晶格层光显微系统的搭建
        4.2.1 系统总体框架
        4.2.2 光路系统
        4.2.3 软件控制策略
    4.3 实验结果与讨论
    4.4 光路搭建中的难点分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3778020