Taighde ar Bhrath Cruth Tríthoiseach ar Mhicreascóip Soilsithe Idirmhéadrach Solais Neamh-chomhthreomhar
Chuir forbairt mhear an tionscail déantúsaíochta innealra agus leictreonaic ceanglais níos airde ar aghaidh maidir le teicneolaíocht braite deilbhíocht mhicreascópach. Faoi láthair, is féidir an bhrath cruth tríthoiseach a roinnt ina dhá chatagóir: teagmhála agus neamhtheagmhála. Tagraíonn an modh teagmhála go príomha leis an modh stylus. Is é a phrionsabal an dí-áitiú beag i dtreo ingearach an stylus a thiontú go comhartha leictreach agus é a aimpliú, ionas go bhfaighidh sé dáileadh cruth tríthoiseach an dromchla braite. Áirítear go príomha ar mhodhanna braite neamhtheagmhála modh fócasaithe bíoma, modh struchtúrtha teilgean solais agus trasnamhaireacht. Úsáideann an modh fócasaithe bhíoma an láthair solais dírithe mar thaiscéalaí optúil chun an dromchla braite a scanadh chun sonraí tríthoiseach a fháil. Is féidir leis an modh seo comhrianta casta a bhrath tríthoiseach, ach tá an luas tomhais mall. Brathann trasnamhaireacht agus modhanna struchtúrtha teilgean solais comhrianta dromchla trí dhífhoirmíochtaí imeall a réiteach, áit a n-úsáideann interferometry prionsabal an chomhleanúnachais shnáithínigh nó an chomhleanúnachais bhíoma comhthreomhar, lena n-áirítear interferometry léasair agus interferometry scanadh solas bán. Nuair a bhíonn comhleanúnachas snáithíní optúla á n-úsáid, ní mór dó comhoibriú leis an lionsa oibiachtúil le fad oibre mór, rud a chuireann teorainn le formhéadú an lionsa oibiachtúil. Úsáideann interferometry scanadh solas bán solas bán speictream leathan mar an fhoinse soilsithe agus úsáideann prionsabal an chomhleanúnachais bhíoma comhthreomhar. Tá earráid tomhais aonair laistigh de 20nm. Cinneann faisnéis ar nós codarsnachta agus déine solais doimhneacht iomlán an dromchla atá á thomhas. Seachnaíonn an modh struchtúrtha teilgean solais úsáid feistí scanadh agus tá an luas athdhéanta is tapúla aige. Mar sin féin, nuair a bhíonn uillinn idir an eitleán teilgean agus an eitleán céim, is gá an tréimhse imeall a cheartú, mar sin níl an modh seo oiriúnach do mhoirfeolaíocht cruinneas leibhéal submicron. Tomhas Sa pháipéar seo, cuirtear na buntáistí a bhaineann leis an modh struchtúrtha teilgean solais agus an modh trasnaithe solais comhthreomhar le chéile, déantar an beam solais a dhíraonadh ag an modúlóir solais spásúil, agus úsáidtear dhá ordú díraonta le déine solais dlúth chun cur isteach ar imeall a ghiniúint. Coigeartaíonn an chéim imeall. Ós rud é go seachnaítear úsáid feistí scanadh agus eitleáin tagartha, ní éilíonn an modh atá beartaithe úsáid a bhaint as cuspóirí trasnaíochta agus níl aon teorainn ar oscailt uimhriúil na gcuspóirí a úsáidtear, tá an próiseas atógála tapa, agus is féidir réiteach cliathánach níos airde a bhaint amach. Ina theannta sin, ós rud é go ndéantar na himill a ghintear trí chur isteach bhíoma solais, déantar an chéim a dháileadh go líneach leis na comhordanáidí picteilín, agus níl aon feiniméan ar athruithe imeall tréimhsiúla sa mhodh teilgean. Ar deireadh, úsáideann an páipéar seo an modúl comparáide roughness le Ra de 100nm mar an sampla tástála chun turgnaimh a dhéanamh. Úsáidtear an modh aistrithe céime ceithre chéim chun an scamall pointe tríthoiseach a fháil ar dhromchla an tsampla tástálaithe. An fíorairde choibhneasta idir pointí.
Cosán solais turgnamhach
Is é an léaráid cosán solais den mhicreascóp soilsithe trasnaíochta solais neamh-chomhthreomhar atá beartaithe sa pháipéar seo. Téann an léas léasair isteach sa phriosma scoilteadh bhíoma an mhicreascóp tríd an leathnóir bhíoma L3, an modúlóir solais spásúil agus an lionsa fócasach L2, rud a fhoirmíonn cosán solais soilsithe an chórais micreascóp. Is féidir leis an modúlóir solas spásúil aimplitiúid an tsolais eachtra a mhodhnú de réir an íomhá uaslódáilte. Nuair a bhíonn an íomhá uaslódála ina imeall, tá a fheidhm comhionann le gríl fhrithchaiteach, ag coigeartú sraonadh an mhodhnóra solais spásúil ionas go dtéann dhá léas solais díraonta le déine solais den chineál céanna isteach sa phriosma déchroic, tar éis a bheith dírithe ag an lionsa cuspóir micreascóp, cuireann sé isteach ar dhromchla an tsampla tomhaiste chun imill trasnaíochta a chruthú.
Is é an modulator solas spásúil gléas lárnach an chórais, agus is féidir tréimhse agus céim an imeall a mhodhnú go beacht trí phátrún imeall uaslódáilte a athrú le linn an turgnaimh. De ghnáth, d'fhonn cruinneas cliathánach an scamall pointe athdhéanta 3D a fheabhsú, is gá an tréimhse imeall a choigeartú chun é a dhéanamh gar do réiteach cliathánach an mhicreascóp. Ag an am seo, is féidir uillinn trasnaíochta uasta an dá bhíoma a ríomh ó cró uimhriúil NA an lionsa oibiachtúil.
De réir pharaiméadair an lionsa oibiachtúil micreascóp a úsáidtear sa chóras (100 , NA=0.8), is é 106 céim an uillinn trasnaíochta uasta de na bíomaí dúbailte, agus is é 406nm taifeach an chórais arna ríomh de réir critéar Rayleigh. Sa turgnamh, is é 452nm an tréimhse imeall íosta is féidir a choigeartú, rud a léiríonn, laistigh de thréimhse imeall, go bhfuil caidreamh comhfhreagrach idir an t-athrú céime agus airde pointe picteilín amháin ar a laghad, is é sin, cruinneas cliathánach an athdhéanta. tá scamall pointe 452nm, atá gar do réiteach íomháithe an chórais. Mar gheall ar an tréimhse imeall beag, tá dífhoirmiú an imeall níos íogaire ná an imeall mórthréimhse, agus mar sin tá cruinneas aiseach níos airde aige. Maidir le coigeartú céime, ní mór don interferometry scanadh solas bán an lionsa cuspóir trasnaíochta a bhogadh sa treo aiseach le cabhair ó fheiste piezoelectric, agus ansin an chéim a fheistiú tríd an difríocht cosán optúil nialasach a chalabrú ar gach íomhá scanadh, mar sin tá earráid áirithe sa luach chéim. In ár gcóras, déantar an coigeartú céim a bhaint amach trí na picteilíní a rialú ar an modúlóir solas spásúil gan gléas scanadh, agus mar sin tá cruinneas coigeartaithe céim níos airde aige. Ar an mbonn seo, úsáidtear an modh aistrithe céim chun luach modhnú céime gach pointe ar an íomhá a ríomh. Is féidir na torthaí atógáil 3D le réiteach cliathánach ard a fháil faoin algartam atógála níos tapúla.
algartam atógáil
Sa pháipéar seo, úsáidtear an modh aistrithe céime ceithre chéim chun comhrian tríthoiseach an tsampla tomhaiste a athchruthú, atá roinnte ina thrí chéim: réamhphróiseáil íomhá, eastóscadh íomhá modhnú céime, agus scagadh pointe torainn. Glacfaidh an méid seo a leanas an modúl comparáide garbhachta le Ra=100nm mar shampla chun an t-algartam a úsáideadh i ngach céim a mhíniú. 2.1 Réamhphróiseáil íomhá Ós rud é go n-úsáideann an córas íomháithe soilsiú léasair, ní féidir tionchar na speckle léasair ar an bpatrún trasnaíochta a sheachaint. Sa phróiseas réamhphróiseála ar na himill trasnaíochta, úsáideann an páipéar seo scagaire pas íseal éilipseach, ionas go mbeidh an ga scagtha feadh na treorach imeall i bhfearann minicíochta na híomhá dhá uair níos mó ná treo ingearach na himill. Tá an patrún imeall le feiceáil mar dhá spota geal lár-siméadracha sa réimse minicíochta, agus tá treo na líne nasctha idir an dá phointe ingearach le treo an imeall, agus socraítear treo na líne nasctha mar an ais fhada de an éilips. Ós rud é go bhfuil an tréimhse imeall gar don réiteach íomhá, socraítear go mbeidh an ais mhór dhá uair an t-achar 2 spotaí geal, agus tá an mion-ais comhionann leis an achar 2 phointe. Is féidir le dearadh den sórt sin an tionchar a bhíonn ag torann speckle a laghdú sa réiteach céim choibhneasta ar thaobh amháin, agus ar an láimh eile, is féidir leis an bhfaisnéis modhnú sa phhatrún trasnaíochta a sheachaint ó scagadh a oiread agus is féidir. Léirítear na torthaí próiseála faoi na modhanna scagtha iseatrópacha agus anisotrópacha, is féidir leis an gcomparáid torann na híomhá a laghdú feadh treo an imeall, agus dífhoirmiú an imeall a choinneáil.
