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數字全息顯微鏡DHM® 的縱向精度是由激光的本征波長來校準的,因此提供了激光幹涉級别的高精度和高可重複性的量測數據。縱向分(fēn)辨率達到了亞納米,橫向分(fēn)辨率則由所選物(wù)鏡決定。
另外(wài)得益于對所記錄全息圖的先進數字重建運算,DHM® 可數值選取所需聚焦的像面(數字自動聚焦)。這一(yī)功能也允許用戶在數據記錄後重新尋找聚焦像面,而無需再調整樣品實際高度。
全息數字顯微鏡
反射式數字全息顯微鏡(DHM® -R),非掃描非接觸無損測量,顯示靜态和動态三維形貌,表征周期振動。
全息數字顯微鏡
超高速記錄動态三維形貌:
DHM® 采用非掃描機制,采集單幀圖像既能記錄樣品表面三維形貌,因此擁有其他技術無法匹敵的圖像采集速度。使用标準相機采集速度爲視頻(pín)速率30幀/秒,而高速相機可以達到1000幀/秒,使得以下(xià)應用變爲可能:
研究可形變樣品三維動态響應
表面大(dà)區域掃描分(fēn)析
高産量常規檢測
生(shēng)産線在線三維形貌捕捉
MEMS測振分(fēn)析,高可達25MHz
頻(pín)閃模塊(可選配件)可同步DHM® 測量時激光脈沖與 MEMS器件的激勵信号,獲取振動周期内的全視場振動模态。 這些*的分(fēn)析數據可提供以下(xià)信息:
三維形貌時序圖
頻(pín)率共振分(fēn)析和響應分(fēn)析
面内面外(wài)振幅分(fēn)析(面内振幅測量精度1nm,面外(wài)振幅測量精度5pm)
複雜(zá)運動表征,振動模态表征,樣品動态三維形貌
多種可控環境下(xià)測量
*的光學原理和光路設計使得DHM® 能夠滿足使用者在各種環境下(xià)的測量需求,提供靈活和便利的測量體(tǐ)驗:
透過玻璃(蓋玻片、載玻片、玻璃窗口)或者浸潤液
觀測環境控制箱或真空腔内部樣品,可改變環境參數,比如溫度、濕度、氣壓、氣體(tǐ)成分(fēn)等
測量透明樣品三維形貌
得益于DHM® 多激光源配置,通過反射分(fēn)析軟件(可選配件)可以表征透明薄膜樣品,包括:
透明結構表面形貌
多層透明薄膜組成結構的厚度、折射率,測量範圍可從10納米至幾十微米
柔性材料或是液體(tǐ)的形貌
三維形貌時序圖: 水滴蒸發的全過程
反射式數字全息顯微鏡DHM® -R擁有三種型号,主要區别在于不同的激光源數量:
> R1000型配備單激光源,是測量平滑表面和振動的理想工(gōng)具。
> R2100型配備可以同時使用的雙激光源,在測量複雜(zá)表面和非連續結構時更有優勢。
> R2200型是在R2100型基礎上擴展了第三個激光源,增加測量範圍的同時,也增添了針對半透明薄膜 結構的測量能力。
反射式數字全息顯微鏡DHM® R2100
DHM®-R1000系列配置單波長激光源,可以爲您的樣品提供實時三維檢測,擁有亞納米級分(fēn)辨率,動态可測垂直台階高度爲333nm,而對于連續表面動态可測高度則達到了200μm。R1000系列是反射式DHM®的zui基本配置,性價比優勢突出,使用極其便利。
适用範圍包括平滑表面、樣品形貌、以及不超過333nm陡直台階等。
DHM R1000系列光路示意圖
R2100 系列
DHM®-R2100是按照能夠同時使用雙波長激光源測試的規格設計的,擁有亞納米級分(fēn)辨率,動态可測垂直台階高度達到了2.1 μm,對于連續表面動态可測高度同樣爲200 μm。
兩個激光源擁有各自不同的參考光光路,但共用物(wù)光光路,主要優勢在于:
可測垂直台階高度增加到了2.1 μm
可以自由切換使用單、雙激光源進行實時測試
Mapping算法保證在可測垂直台階高度範圍内的亞納米測量精度
DHM®-R2100家族系列能夠使用相機同時記錄兩束光分(fēn)别産生(shēng)的幹涉條紋并投射到同一(yī)幅全息圖上,之後還能對兩束光分(fēn)别進行數字重建。 兩束光源産生(shēng)的合成波長使得動态可測垂直台階擴展到了2.1 μm,這些過程均在視頻(pín)速率下(xià)完成。
DHM R1000系列光路示意圖
使用雙光源系統與使用單光源系統相比一(yī)樣便利。視不同被測樣品情況,使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測台階範圍。
另外(wài),通過結合單光源與合成光源的測量數據,在單光源模式下(xià)的亞納米垂直測量精度能夠利用功能強大(dà)的Mapping算法适用到雙光源模式。
DHM® 雙光源的原理
R2100 系列提供雙光源測試模式,光源 λ_1 和光源λ_2将産生(shēng)一(yī)個波長爲Λ的合成光源。同時合成光源測試,在保持亞納米級精度的同時,将動态可測垂直台階高度增加到了2.1 μm,而對于連續表面動态可測高度同樣爲200 μm。
當然,雙光源系統的兩個光源也可以各自獨立單獨使用。
R2200 系列
DHM®-R2200 是按照三波長激光源的規格設計的,擁有亞納米級分(fēn)辨率,動态可測垂直台階高度達到了12 μm,對于連續表面動态可測高度同樣爲200 μm。
DHM®-R2200 系列全息顯微鏡在實時測量方面達到了一(yī)個全新的高度。創新的光路設置包括了共用的物(wù)光光路以滿足三光源配置。三個光源允許使用兩組不同的雙光源組合,也就是說有兩個不同波長的合成光源供選擇:
動态可測垂直台階高度範圍增加到了12 μm
可以自由切換使用單、雙激光源進行實時測試
Mapping算法保證在可測垂直台階高度範圍内的亞納米測量精度
使用雙光源測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系列有着同樣的特點和功能。 DHM®-R2200 系列能夠使用相機同時記錄兩束光分(fēn)别産生(shēng)的幹涉條紋并投射到同一(yī)幅全息圖上,之後還能對兩束光分(fēn)别進行數字重建。 兩束光源産生(shēng)的合成波長使得動态可測垂直台階擴展到了12 μm,這些過程均在視頻(pín)速率下(xià)完成。
DHM R2200系列光路示意圖
使用三光源系統與使用單光源系統相比一(yī)樣便利。視不同被測樣品情況,使用者可以自由切換使用單/雙光源模式以獲取不同可測台階範圍。
DHM®-R2200系列配置的第三光源用來與另外(wài)兩個光源結合使用。 因此在雙光源使用模式下(xià)擁有一(yī)個短合成光波長和長合成光波長,進一(yī)步拓寬了動态測試範圍。DHM®-R2200系列的兩種合成波長分(fēn)别爲6 μm 和30 μm,對于動态可測垂直台階高度分(fēn)别爲2.1 μm和12 μm。
另外(wài),通過結合單光源與合成光源的測量數據,在單光源模式下(xià)的亞納米垂直測量精度能夠利用功能強大(dà)的Mapping算法适用到雙光源模式。
由于測量和圖像抓取速率快,DHM® 可以有效避免環境振動對測量帶來的影響,防止出現圖像模糊的情況。實時顯示的三維動态形貌保證了DHM® 使用的便利高效,而測量可以通過垂直相幹掃描模式增加到厘米量級。
DHM® 雙光源的原理
R2200 系列提供兩組雙光源測試模式,光源 λ_1 和光源λ_2将産生(shēng)一(yī)個長合成波長Λ光源,在保持亞納米級精度的同時,将動态可測垂直台階高度增加到了12 μm,而對于連續表面動态可測高度同樣爲200 μm。
另外(wài),光源 λ_1 和光源λ_3也可以合成一(yī)個短合成波長Λ光源,在保持亞納米級精度的同時,将動态可測垂直台階高度增加到了2.1 μm。
Mapping算法保證在可測垂直台階高度範圍内的亞納米測量精度,每個光源也可以各自單獨使用。
參數指标
DHM型号 | R1000 | R2100 | R2200 |
激光光源數量 | 1 | 2 | 3 |
工(gōng)作波長 (± 1.0 nm) | 666 nm | 666 nm, 794 nm | 666 nm, 794 nm, 680 nm |
激光波長穩定性 | 0.01 nm / °C (666 nm) | ||
樣品台 | 手動或電(diàn)動XYZ樣品台,zui大(dà)移動範圍 300 mm x 300 mm x 38 mm | ||
物(wù)鏡 | 放(fàng)大(dà)倍數1.25x 至 100x,可選标準物(wù)鏡、高NA值物(wù)鏡、蓋玻片矯正物(wù)鏡、長工(gōng)作距物(wù)鏡、水鏡、油鏡等 | ||
物(wù)鏡台 | 6口旋轉物(wù)鏡台 | ||
電(diàn)腦 | Dell新工(gōng)作站,In® 多核處理器,高性能顯卡 針對DHM優化配置,zui小(xiǎo)21寸顯示器 | ||
軟件 | Koala數據采集分(fēn)析軟件,基于C++ 和NET 附加分(fēn)析軟件供不同應用分(fēn)析 (MEMS Analy sis Tool,Cell Analy sis Tool,Reflectometry Analy sis) | ||
數據格式 | 多種保存格式,數據格式包括.bin格式和.txt格式 圖像格式包括:tif格式和.txt矩陣格式 |
性能
測量模式 | 單激光波長 666 nm | 雙激光合成波長 4.2 um | 雙激光合成波長 24 um |
可用測量模式的DHM型号 | R1000, R2100, R2200 | R2100, R2200 | R2200 |
測量精度[nm] | 0.15 | 0.15 / 3.0 | 20 |
縱向分(fēn)辨率[nm] | 0.30 | 0.30 / 6.0 | 40 |
測量可重複性[nm] | 0.01 | 0.01 / 0.1 | 0.5 |
動态可測縱向範圍 | zui大(dà)200um | zui大(dà)200um | zui大(dà)200um |
zui大(dà)可測台階高度 | zui大(dà)333 nm | zui大(dà)2.1um | zui大(dà)12um |
适用樣品表面類型 | 平滑表面 | 複雜(zá)或非連續結構表面 | 複雜(zá)或非連續結構表面 |
垂直校準 | 由幹涉濾光片決定,範圍 ±0.1 nm | ||
圖像采集時間 | 标準 500us (zui快可選10us) | ||
圖像采集速率 | 标準 30 幀/秒 (1024 x 1024 像素) (zui快可選 1000 幀/秒) | ||
實時重建速率 | 标準 25 幀/秒 (1024 x 1024 像素) (zui快可選 100 幀/秒) | ||
橫向分(fēn)辨率 | 由所選物(wù)鏡決定,zui大(dà) 300 nm | ||
視場 | 由所選物(wù)鏡決定,範圍從 66um x 66um 至 5 mm x 5 mm | ||
工(gōng)作距 | 由所選物(wù)鏡決定,範圍從 0.3 至 18 mm | ||
數碼聚焦範圍 | 高50倍于景深 (由所選物(wù)鏡決定) | ||
zui小(xiǎo)可測樣品反射率 | 低于 1% | ||
樣品照明 | zui低 1uW/cm2 | ||
頻(pín)閃模塊 | 适用于單光源和雙光源模式 |
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