發(fā)現(xiàn)微球增強干涉測量的新模型

在遠場收集光強度的光學測量技術，例如傳統(tǒng)和共焦顯微鏡或相干掃描干涉儀(CSI)，可以對多種類型的樣品進行快速和非接觸式檢查。盡管如此，光學測量儀器仍會受到衍射效應的影響，從而導致由阿貝極限的最小可分辨周期長度和物鏡的數(shù)值孔徑(NA)給出的基本橫向分辨率限制。

在《光：先進制造》上發(fā)表的一篇新論文中，由卡塞爾大學的PeterLehmann教授領導的一組科學家開發(fā)了一種新模型，用于在微球增強干涉顯微鏡下對顯微成像進行建模。

微球可應用于顯微成像和測量以克服分辨率限制。顯示靠近表面放置的微球能夠局部提高橫向分辨率和放大倍率。微球也可以與CSI結(jié)合以獲得電磁相位信息。由于光學分辨率的提高在顯微成像的許多應用領域都引起了極大的興趣，因此微球增強測量是許多近期實驗和理論出版物的一部分。

高折射率材料的微球可以與浸沒物鏡結(jié)合使用或嵌入彈性體中。微球輔助測量也適用于生物和醫(yī)學對象，例如病毒和亞細胞結(jié)構，或用于識別血細胞。因此，微球輔助測量被用于許多應用中。進行了許多理論研究來理解和分析導致分辨率提高的現(xiàn)象。

研究小組提出了一個模擬，該模擬考慮了在反射模式下工作的微球增強干涉顯微鏡的完整成像過程，該顯微鏡配備有高數(shù)值孔徑的物鏡，使用FEM計算近場散射過程。與之前的理論模型相比，他們考慮了具有入射波的全3D錐形科勒照明和微球?qū)ι⑸涔鈭龅腻F形成像。

該模型可靠地再現(xiàn)了測量結(jié)果，正如用CSI測量的幾個表面形貌所證明的那樣。給出了與微球輔助干涉測量結(jié)果的第一次定量比較。使用該模型，研究人員提出了一種方法來限定微球的分辨率增強。他們已經(jīng)證明了橫向分辨率的相對提高，并表明增強的橫向放大倍率隨著高數(shù)值孔徑而降低。相比之下，物鏡顯微鏡鏡頭的NA值越大，視場越大。

此外，所提出的方法使未來的研究人員能夠分析參數(shù)影響并根據(jù)微元件的形狀、尺寸和材料以及周圍材料找到最合適的實驗裝置，以提高CSI的分辨率和輪廓保真度。該模型可以擴展到傳統(tǒng)顯微鏡、共焦顯微鏡和其他光學輪廓儀，而無需付出很大的努力。因此，所提出的模型可以顯著有助于更好地理解微球輔助測量系統(tǒng)，并通過參數(shù)研究提高其成像能力。

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