Спосіб дослідження рельєфних та фазових об’єктів в лазерному скануючому мікроскопі та пристрій для його здійснення

Изобретение относится к оптике, в частности к исследованию рельефных и фазовых объектов в лазерном сканирующем микроскопе, и может быть использовано в электронной и оптической технологии, медицине, биологии и т.д. Способ заключается в формировании изображения путем его синхронного сканирования двумя световыми лучами, разнесенными в пространстве на диаметр пятна и сдвинутых по частоте с различными значениями сдвига. Отраженные пучки направляют на фотоприемник и получают сигнал, связанный с разностью фаз обоих пучков. Этим сигналом моделируется соответствующая точка изображения сканирующего объекта. Лазерный сканирующий микроскоп содержит источник 1 лазерного излучения, акустооптическую ячейку 2, устройство 3 развертки луча, светоделитель 4, объект 6, два генератора 7 и 8 электрических сигналов, смеситель 9, фазовый дектор 11. Акустооптическая ячейка 2 расщепляет лазерный луч на два луча, сдвинутых по частоте на два разных значения сдвига. Эти лучи разделяются также и по направлению. После отражения от обьекта 6 оба луча попадают нэ фотоприемник а сигнал с фотоприемника - на фазовый детектор. Благодаря большому значению сдвига по частоте возможно увеличить скорость сканирования и уменьшить время получения изображения 2 с п. ф-лы, 1 ил. С 3 її п т 16 15 4 5 О о 1734066 Изобретение относится к оптике, в частности к исследованию рельефных и фазовых объектов в лазерном сканирующем микроскопе, и может быть использовано в электронной и оптической технологии, ме- 5 дицине, биологии, геологии и тд. Цель изобретения -уменьшение времени получения изображения. На чертеже приведена схема лазерного сканирующего микроскопа для исследова- 10 ния рельефных и фазовых объектов. Устройство содержит источник 1 лазерного излучения, последовательно расположенные по ходу лазерного пучка акустооптическую ячейку 2, устройство 3 15 развертки луча светоделитель 4, линзу 5 и объект 6, а также генераторы 7 и 8 электрических сигналов, выходы которых соединены как с акустооптической ячейкой 2, так и с входом смесителя 9, расположенный по ходу отраженного от объекта луча фотоприемник 10, фазовый детектор 11, один вход которого соединен с выходом смесителя 9, второй-с выходом фотоприемника 10, а его выход - с входом видеоконтрольного уст- 25 ройства 12. Акустооптическая ячейка 2 выполнена в виде звукопровода, снабженного пьезопреобразователем, который подключен к генераторам 7 и 8 высокочастотных «Q электрических сигналов Ячейка работает в режиме дифракции Брэгга, обеспечивая отклонение светового луча на угол, пропорциональный частоте электрического сигнала. Устройство развертки луча состоит из 35 последовательно расположенных телескопической оптической системы 13, расширяющей световой пучок, двух акустооптических дефлекторов 14 и 15, выполненных аналогично вышеуказанной аку - 40 стооптической ячейке 2 и расположенных во взаимно ортогональных плоскостях, и цилиндрической линзы 16, компенсирующей расходимость светового пучка возникающую при быстрой строчной развертке, при 45 этом акустооптические дефлекторы 14 и 15 подключены к блоку 17 управления, который представляет собой два генератора вывысокочастотныхэлектрических сигналов, управляемых оттелевизионного генератора 50 строчной и кадровой разверток. Устройство работает следующим образом Световой пучок от источника 1 лазерного излучения проходит через акустооптическую -с ячейку 2 и отклоняется на угол пропорциональный частоте ультразвуковой волны, возбужденной в ячейке 2. Поскольку в этой ячейке возбуждаются две волны с частотами, определяемыми генераторами 7 и 8, на 4 выходе ячейки 2 формируются два световых пучка, угол между которыми определяют из условия Брэгга: где Я-длина волны света; Vi - скорость звука в ячейке 2; д f = (f2 ~ f 1) - разность частот генераторов 7 и 8. Одновременно происходит сдвиг частоты света в пучках соответственно на fi и І2. После прохождения этих световых пучков через телескопическую систему 13 угол между пучками уменьшается в соответствии с коэффициентом увеличения телескопа К.дв ~дО/К Далее пучки последовательно проходят через акустооптические дефлекторы 14 и 15 и отклоняются в соответствии с законами строчной и кадровой разверток во взаимно ортогональных плоскостях на углы: A0o=(A/V2)Afc. (2) где V2 - скорость звука в дефлекторах 14 и 15; Afc, AfK^ девиации частот высокочастотных генераторов строчной и кадровой разверток, входящих в состав блока 17 управления, и приобретают сдвиг частоты (fc + ftc + fi) и (fc + fK + f2) соответственно. При прохождении дефлектора, отклоняющего световой пучок по строкам, возникает дополнительная расходимость в одной плоскости, которую компенсируют цилиндрической линзой 16 После прохождения через светоделитель 4 пучки фокусируются объективом на объект 6 в два пятна, центры которых разнесены в пространстве на расстояние, равное их диаметру. Это расстояние определяет разность частот генераторов 7 и 8, которую определяют из формулы (1): Однако, используя формулу (2), получаем где N - число элементов разложения по строкам. Отсюда разность частот генераторов 7 и 8 определяется следующим образом1 Пара пятен движется по объекту синхронно по закону строчной и кадровой разверток. Отраженный от поверхности объекта свет, пройдя через объектив и светоделитель 4, регистрируют фотоприемником 10. Частота выходного сигнала фотоприемника 10, возникающего при оптическом смешении отраженных пучков, равна разности частот (f2 - fi). При отражении от рельефного или при прохождении 1734066 неоднородного фазового объекта в выходном сигнале фотоприемника 10 возникает сдвиг фаз Д