在遠(yuǎn)場(chǎng)收集光強(qiáng)度的光學(xué)測(cè)量技術(shù)，例如傳統(tǒng)和共焦顯微鏡或相干掃描干涉儀(CSI)，可以對(duì)多種類(lèi)型的樣品進(jìn)行快速和非接觸式檢查。盡管如此，光學(xué)測(cè)量?jī)x器仍會(huì)受到衍射效應(yīng)的影響，從而導(dǎo)致由阿貝極限的最小可分辨周期長(zhǎng)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(jìn)制造》上發(fā)表的一篇新論文中，由卡塞爾大學(xué)的PeterLehmann教授領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新模型，用于在微球增強(qiáng)干涉顯微鏡下對(duì)顯微成像進(jìn)行建模。
微球可應(yīng)用于顯微成像和測(cè)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(xué)分辨率的提高在顯微成像的許多應(yīng)用領(lǐng)域都引起了極大的興趣，因此微球增強(qiáng)測(cè)量是許多近期實(shí)驗(yàn)和理論出版物的一部分。
高折射率材料的微球可以與浸沒(méi)物鏡結(jié)合使用或嵌入彈性體中。微球輔助測(cè)量也適用于生物和醫(yī)學(xué)對(duì)象，例如病毒和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，或用于識(shí)別血細(xì)胞。因此，微球輔助測(cè)量被用于許多應(yīng)用中。進(jìn)行了許多理論研究來(lái)理解和分析導(dǎo)致分辨率提高的現(xiàn)象。
研究小組提出了一個(gè)模擬，該模擬考慮了在反射模式下工作的微球增強(qiáng)干涉顯微鏡的完整成像過(guò)程，該顯微鏡配備有高數(shù)值孔徑的物鏡，使用FEM計(jì)算近場(chǎng)散射過(guò)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?chǎng)的錐形成像。
該模型可靠地再現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果，正如用CSI測(cè)量的幾個(gè)表面形貌所證明的那樣。給出了與微球輔助干涉測(cè)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(lái)限定微球的分辨率增強(qiáng)。他們已經(jīng)證明了橫向分辨率的相對(duì)提高，并表明增強(qiáng)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(chǎng)越大。
此外，所提出的方法使未來(lái)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?chē)牧险业阶詈线m的實(shí)驗(yàn)裝置，以提高CSI的分辨率和輪廓保真度。該模型可以擴(kuò)展到傳統(tǒng)顯微鏡、共焦顯微鏡和其他光學(xué)輪廓儀，而無(wú)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(cè)量系統(tǒng)，并通過(guò)參數(shù)研究提高其成像能力。
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