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Lyncee Tec DHM—R 系列全息數(shù)字顯微鏡
儀器簡(jiǎn)介：Lyncee 數(shù)字全息顯微鏡 DHM Digital Holographic Microscopy
數(shù)字全息顯微鏡
系統(tǒng)
測(cè)量技術(shù)： 單波長(zhǎng)透射式數(shù)字全息顯微鏡
成像類型： 強(qiáng)度及定量相差 (DHM模式)
光 源： 單波長(zhǎng)激光
樣品臺(tái)： 手動(dòng)或自動(dòng)XYZ平臺(tái)， 行程200mm××100mm×15mm
相 機(jī)： 1392×1040像素,， 8bits
有效物鏡： 標(biāo)準(zhǔn)顯微物鏡,， 長(zhǎng)工作距離物鏡,， 油鏡或水鏡
性能
縱向分辨率： 10nm
垂直測(cè)量范圍： 可達(dá)340nm (取決于樣品)
橫向分辨率： 300nm (1.4NA)
視場(chǎng)范圍： 4.4mm
工作距離： 0.3~18mm
數(shù)字聚焦范圍： 達(dá)到50倍場(chǎng)深
抓圖時(shí)間： 小于1us
空間采樣： 1024×1024像素
采樣速率： 15fps (1024×1024像素)
單波長(zhǎng)重建速率： 15fps (512×512像素)， 4fs(1024×1024像素)
樣品照明： 小于1uW/cm2
**樣品尺寸： 200mm×200mm
電源要求
輸入電壓： 85-260VAC,， 50/60Hz
功率： 480W
重量&尺寸
顯微鏡部分： 500×500×500mm&34.5kg
主要特點(diǎn)：
實(shí)時(shí)的全場(chǎng)亞納米精度透過(guò)式光分布
非接觸式3D成像
可進(jìn)行相位測(cè)量
自動(dòng)相干補(bǔ)償
高分辨,、實(shí)時(shí)測(cè)量
工作原理與結(jié)構(gòu):
數(shù)字全息顯微鏡DHM® 是Lyncee Tec公司的**技術(shù)。其工作原理為：全息圖由參考光束和經(jīng)被測(cè)物體表面反射的物光光束相互干涉形成,，攜帶有被觀測(cè)物體的波前信息,，由數(shù)碼相機(jī)捕捉，再通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)所記錄的全息圖進(jìn)行數(shù)值重建來(lái)得到被測(cè)物體的相位和振幅(光強(qiáng))信息,，進(jìn)完成被測(cè)物體的數(shù)值三維重建,。瞬渺代理.
數(shù)字全息顯微鏡DHM® 的縱向精度是由激光的本征波長(zhǎng)來(lái)校準(zhǔn)的,，因此提供了激光干涉級(jí)別的高精度和高可重復(fù)性的量測(cè)數(shù)據(jù),。縱向分辨率達(dá)到了亞納米,，橫向分辨率則由所選物鏡決定,。
另外得益于對(duì)所記錄全息圖的先進(jìn)數(shù)字重建運(yùn)算，DHM® 可數(shù)值選取所需聚焦的像面(數(shù)字自動(dòng)聚焦),。這一功能也允許用戶在數(shù)據(jù)記錄后重新尋找聚焦像面,，而無(wú)需再調(diào)整樣品實(shí)際高度。
反射式數(shù)字全息顯微鏡(DHM® -R),，非掃描非接觸無(wú)損測(cè)量,，顯示靜態(tài)和動(dòng)態(tài)三維形貌，表征周期振動(dòng),。
****的速度,，獨(dú)具創(chuàng)新的技術(shù)
超高速記錄動(dòng)態(tài)三維形貌：
DHM® 采用非掃描機(jī)制，采集單幀圖像既能記錄樣品表面三維形貌,，因此擁有其他技術(shù)無(wú)法匹敵的圖像采集速度,。使用標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)采集速度為視頻速率30幀/秒，而高速相機(jī)可以達(dá)到1000幀/秒,，使得以下應(yīng)用變?yōu)榭赡埽?/p> 研究可形變樣品三維動(dòng)態(tài)響應(yīng) 表面大區(qū)域掃描分析 高產(chǎn)量常規(guī)檢測(cè) 生產(chǎn)線在線三維形貌捕捉
MEMS測(cè)振分析,，**可達(dá)25MHz
頻閃模塊(可選配件)可同步DHM® 測(cè)量時(shí)激光脈沖與 MEMS器件的激勵(lì)信號(hào)，獲取振動(dòng)周期內(nèi)的全視場(chǎng)振動(dòng)模態(tài),。 這些特有的分析數(shù)據(jù)可提供以下信息：
三維形貌時(shí)序圖
頻率共振分析和響應(yīng)分析
面內(nèi)面外振幅分析(面內(nèi)振幅測(cè)量精度1nm,，面外振幅測(cè)量精度5pm)
復(fù)雜運(yùn)動(dòng)表征，振動(dòng)模態(tài)表征,，樣品動(dòng)態(tài)三維形貌
多種可控環(huán)境下測(cè)量獨(dú)特的光學(xué)原理和光路設(shè)計(jì)使得DHM® 能夠滿足使用者在各種環(huán)境下的測(cè)量需求,，提供靈活和便利的測(cè)量體驗(yàn)：
透過(guò)玻璃(蓋玻片、載玻片,、玻璃窗口)或者浸潤(rùn)液
觀測(cè)環(huán)境控制箱或真空腔內(nèi)部樣品,，可改變環(huán)境參數(shù),，比如溫度、濕度,、氣壓,、氣體成分等
測(cè)量透明樣品三維形貌得益于DHM® 多激光源配置，通過(guò)專用反射分析軟件(可選配件)可以表征透明薄膜樣品,，包括：
透明結(jié)構(gòu)表面形貌
多層透明薄膜組成結(jié)構(gòu)的厚度,、折射率，測(cè)量范圍可從10納米至幾十微米
柔性材料或是液體的形貌
三維形貌時(shí)序圖: 水滴蒸發(fā)的全過(guò)程
反射式數(shù)字全息顯微鏡DHM® -R擁有三種型號(hào),，主要區(qū)別在于不同的激光源數(shù)量：
> R1000型配備單激光源,，是測(cè)量平滑表面和振動(dòng)的理想工具。
> R2100型配備可以同時(shí)使用的雙激光源,，在測(cè)量復(fù)雜表面和非連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)更有優(yōu)勢(shì),。
> R2200型是在R2100型基礎(chǔ)上擴(kuò)展了第三個(gè)激光源，增加測(cè)量范圍的同時(shí),，也增添了針對(duì)半透明薄膜 結(jié)構(gòu)的測(cè)量能力,。
反射式數(shù)字全息顯微鏡DHM® R2100
DHM®-R1000系列配置單波長(zhǎng)激光源，可以為您的樣品提供實(shí)時(shí)三維檢測(cè),，擁有亞納米級(jí)分辨率,，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度為333nm，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度則達(dá)到了200μm,。R1000系列是反射式DHM®的*基本配置,，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)突出，使用極其便利,。瞬渺代理
適用范圍包括平滑表面,、樣品形貌、以及不超過(guò)333nm陡直臺(tái)階等,。
DHM R1000系列光路示意圖
R2100 系列
DHM®-R2100是按照能夠同時(shí)使用雙波長(zhǎng)激光源測(cè)試的規(guī)格設(shè)計(jì)的,，擁有亞納米級(jí)分辨率，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度達(dá)到了2.1 μm,，對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 μm,。 瞬渺代理
兩個(gè)激光源擁有各自不同的參考光光路，但共用物光光路,，主要優(yōu)勢(shì)在于：
可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm
可以自由切換使用單,、雙激光源進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試
Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度
DHM®-R2100家族系列能夠使用相機(jī)同時(shí)記錄兩束光分別產(chǎn)生的干涉條紋并投射到同一幅全息圖上，之后還能對(duì)兩束光分別進(jìn)行數(shù)字重建,。 兩束光源產(chǎn)生的合成波長(zhǎng)使得動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階擴(kuò)展到了2.1 μm,，這些過(guò)程均在視頻速率下完成。
DHM R1000系列光路示意圖
使用雙光源系統(tǒng)與使用單光源系統(tǒng)相比一樣便利,。視不同被測(cè)樣品情況,，使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測(cè)臺(tái)階范圍,。
另外，通過(guò)結(jié)合單光源與合成光源的測(cè)量數(shù)據(jù),，在單光源模式下的亞納米垂直測(cè)量精度能夠利用功能強(qiáng)大的Mapping算法適用到雙光源模式,。
DHM® 雙光源的原理
R2100 系列提供雙光源測(cè)試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個(gè)波長(zhǎng)為Λ的合成光源,。同時(shí)合成光源測(cè)試,，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí)，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm,，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 μm,。
合成光源波長(zhǎng)計(jì)算公式如下： Λ= (λ1 x λ2) / |λ1 – λ2| ， Λ?λ1,， λ2
當(dāng)然,，雙光源系統(tǒng)的兩個(gè)光源也可以各自獨(dú)立單獨(dú)使用。
R2200 系列
DHM®-R2200 是按照三波長(zhǎng)激光源的規(guī)格設(shè)計(jì)的,，擁有亞納米級(jí)分辨率,，動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度達(dá)到了12 μm,，對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 μm,。
DHM®-R2200 系列全息顯微鏡在實(shí)時(shí)測(cè)量方面達(dá)到了一個(gè)全新的高度,。創(chuàng)新的光路設(shè)置包括了共用的物光光路以滿足三光源配置,。三個(gè)光源允許使用兩組不同的雙光源組合,，也就是說(shuō)有兩個(gè)不同波長(zhǎng)的合成光源供選擇：
動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍增加到了12 μm
可以自由切換使用單,、雙激光源進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試
Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度
使用雙光源測(cè)量與單光源同樣的便利性
DHM®-R2200 系列除了擁有三光源，在其他方面與DHM®-R2100系列有著同樣的特點(diǎn)和功能,。 DHM®-R2200 系列能夠使用相機(jī)同時(shí)記錄兩束光分別產(chǎn)生的干涉條紋并投射到同一幅全息圖上，之后還能對(duì)兩束光分別進(jìn)行數(shù)字重建,。 兩束光源產(chǎn)生的合成波長(zhǎng)使得動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階擴(kuò)展到了12 μm,，這些過(guò)程均在視頻速率下完成,。
DHM R2200系列光路示意圖
使用三光源系統(tǒng)與使用單光源系統(tǒng)相比一樣便利,。視不同被測(cè)樣品情況，使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測(cè)臺(tái)階范圍,。
DHM®-R2200系列配置的第三光源用來(lái)與另外兩個(gè)光源結(jié)合使用,。 因此在雙光源使用模式下?lián)碛幸粋€(gè)短合成光波長(zhǎng)和長(zhǎng)合成光波長(zhǎng)，進(jìn)一步拓寬了動(dòng)態(tài)測(cè)試范圍,。DHM®-R2200系列的兩種合成波長(zhǎng)分別為6 μm 和30 μm,，對(duì)于動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度分別為2.1 μm和12 μm。
另外,，通過(guò)結(jié)合單光源與合成光源的測(cè)量數(shù)據(jù),，在單光源模式下的亞納米垂直測(cè)量精度能夠利用功能強(qiáng)大的Mapping算法適用到雙光源模式。
由于測(cè)量和圖像抓取速率快,，DHM® 可以有效避免環(huán)境振動(dòng)對(duì)測(cè)量帶來(lái)的影響，防止出現(xiàn)圖像模糊的情況。實(shí)時(shí)顯示的三維動(dòng)態(tài)形貌保證了DHM® 使用的便利高效,，而測(cè)量可以通過(guò)垂直相干掃描模式增加到厘米量級(jí),。
DHM® 雙光源的原理
R2200 系列提供兩組雙光源測(cè)試模式，光源 λ_1 和光源λ_2將產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)合成波長(zhǎng)Λ光源,，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí),，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了12 μm,，而對(duì)于連續(xù)表面動(dòng)態(tài)可測(cè)高度同樣為200 μm。
另外,，光源 λ_1 和光源λ_3也可以合成一個(gè)短合成波長(zhǎng)Λ光源，在保持亞納米級(jí)精度的同時(shí),，將動(dòng)態(tài)可測(cè)垂直臺(tái)階高度增加到了2.1 μm,。合成光源波長(zhǎng)計(jì)算公式如下：
Λ= (λ1 x λ2) / |λ1 – λ2| ,， Λ?λ1， λ2
or
Λ= (λ1 x λ3) / |λ1 – λ3| ,， Λ?λ1,， λ3
Mapping算法保證在可測(cè)垂直臺(tái)階高度范圍內(nèi)的亞納米測(cè)量精度，每個(gè)光源也可以各自單獨(dú)使用,。
技術(shù)參數(shù)：
技術(shù)參數(shù)
參數(shù)指標(biāo)
DHM型號(hào) | R1000 | R2100 | R2200 |
激光光源數(shù)量 | 1 | 2 | 3 |
工作波長(zhǎng) (± 1.0 nm) | 666 nm | 666 nm,， 794 nm | 666 nm,， 794 nm， 680 nm |
激光波長(zhǎng)穩(wěn)定性 | 0.01 nm / °C (666 nm) | ||
樣品臺(tái) | 手動(dòng)或電動(dòng)XYZ樣品臺(tái),，**移動(dòng)范圍 300 mm x 300 mm x 38 mm | ||
物鏡 | 放大倍數(shù)1.25x 至 100x,，可選標(biāo)準(zhǔn)物鏡、高NA值物鏡,、蓋玻片矯正物鏡,、長(zhǎng)工作距物鏡,、水鏡、油鏡等 | ||
物鏡臺(tái) | 6口旋轉(zhuǎn)物鏡臺(tái) | ||
電腦 | Dell**工作站，Intel® 多核處理器,，高性能顯卡 針對(duì)DHM優(yōu)化配置,，*小21寸顯示器 | ||
專用軟件 | Koala專用數(shù)據(jù)采集分析軟件,，基于C++ 和.NET 附加專用分析軟件供不同應(yīng)用分析 (MEMS Analy sis Tool，Cell Analy sis Tool,，Reflectometry Analy sis) | ||
數(shù)據(jù)格式 | 多種保存格式,，數(shù)據(jù)格式包括.bin格式和.txt格式 圖像格式包括：tif格式和.txt矩陣格式 | ||
性能
測(cè)量模式 | 單激光波長(zhǎng) 666 nm | 雙激光合成波長(zhǎng) 4.2 um | 雙激光合成波長(zhǎng) 24 um |
可用測(cè)量模式的DHM型號(hào) | R1000， R2100,， R2200 | R2100,， R2200 | R2200 |
測(cè)量精度[nm] | 0.15 | 0.15 / 3.0 | 20 |
縱向分辨率[nm] | 0.30 | 0.30 / 6.0 | 40 |
測(cè)量可重復(fù)性[nm] | 0.01 | 0.01 / 0.1 | 0.5 |
動(dòng)態(tài)可測(cè)縱向范圍 | **200um | **200um | **200um |
**可測(cè)臺(tái)階高度 | **333 nm | **2.1um | **12um |
適用樣品表面類型 | 平滑表面 | 復(fù)雜或非連續(xù)結(jié)構(gòu)表面 | 復(fù)雜或非連續(xù)結(jié)構(gòu)表面 |
垂直校準(zhǔn) | 由干涉濾光片決定，范圍±0.1 nm | ||
圖像采集時(shí)間 | 標(biāo)準(zhǔn) 500us (*快可選10us) | ||
圖像采集速率 | 標(biāo)準(zhǔn) 30 幀/秒 (1024 x 1024 像素) (*快可選 1000 幀/秒) | ||
實(shí)時(shí)重建速率 | 標(biāo)準(zhǔn) 25 幀/秒 (1024 x 1024 像素) (*快可選 100 幀/秒) | ||
橫向分辨率 | 由所選物鏡決定,，** 300 nm | ||
視場(chǎng) | 由所選物鏡決定,，范圍從 66um x 66um 至 5 mm x 5 mm | ||
工作距 | 由所選物鏡決定,，范圍從 0.3 至 18 mm | ||
數(shù)碼聚焦范圍 | **50倍于景深 (由所選物鏡決定) | ||
*小可測(cè)樣品反射率 | 低于 1% | ||
樣品照明 | *低 1uW/cm2 | ||
頻閃模塊 | 適用于單光源和雙光源模式 | ||
暫無(wú)數(shù)據(jù)！
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