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偏振频域光学相干层析成像中散斑噪声降低方法

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光学学报 2018年第8期38卷 335-343页

作者：陈艳李中梁南楠步扬王瑄潘柳华王向朝中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

偏振频域光学相干层析成像(OCT)中图像质量受散斑噪声影响较大,散斑噪声会使图像细节变模糊,降低图像清晰度。针对此问题,提出了一种分光谱降低偏振频域OCT散斑噪声的方法。该方法将系统的全光谱信号分为多个光谱信号,对每个分立的光谱... 详细信息

偏振频域光学相干层析成像(OCT)中图像质量受散斑噪声影响较大,散斑噪声会使图像细节变模糊,降低图像清晰度。针对此问题,提出了一种分光谱降低偏振频域OCT散斑噪声的方法。该方法将系统的全光谱信号分为多个光谱信号,对每个分立的光谱信号进行窗函数滤波,单独进行常规数据处理,然后将处理后的各个分光谱进行平均合成,达到降低散斑噪声的目的。利用Matlab进行仿真,同时搭建实验系统对离体生物样品鸡胸肉进行检测。实验结果表明,该方法可有效降低散斑噪声,提高偏振图像质量。

关键词：成像系统偏振光学相干层析成像散斑噪声分光谱

一种基于线性模型的光刻投影物镜偏振像差补偿方法

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光学学报 2013年第6期33卷 260-267页

作者：涂远莹王向朝中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出一种基于线性模型的光刻投影物镜偏振像差补偿方法。根据Hopkins矢量部分相干成像理论,推导了投影物镜含有偏振像差时交替型相移掩模(Alt-PSM)光栅图形的空间像光强分布以及偏振像差引起的光栅图形成像位置偏移(IPE)与最佳焦面偏移(... 详细信息

提出一种基于线性模型的光刻投影物镜偏振像差补偿方法。根据Hopkins矢量部分相干成像理论,推导了投影物镜含有偏振像差时交替型相移掩模(Alt-PSM)光栅图形的空间像光强分布以及偏振像差引起的光栅图形成像位置偏移(IPE)与最佳焦面偏移(BFS)的解析表达式。利用该解析表达式建立了偏振像差与光栅图形成像质量(IPE、BFS)的线性模型。通过该线性模型能快速计算偏振像差线性灵敏度,调整控制相应的标量像差补偿量,从而减小偏振像差对光栅图形成像质量的不利影响,实现偏振像差补偿。该方法的补偿效果主要与标量像差调整精度以及光栅图形对标量像差的灵敏度有关。仿真结果表明,该补偿方法能有效地减小偏振像差引起的IPE以及不同栅距的光栅图形的BFS差值,从而提高光栅图形成像质量。

关键词：光学制造光刻投影物镜偏振像差补偿泡利-泽尼克系数线性模型

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一种提高偏振光斯托克斯参量测量精度的方法

中国激光 2013年第4期40卷 194-200页

作者：汤飞龙李中梁步扬王向朝范李立曹绍谦中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

波片相位延迟量误差是影响旋转波片法斯托克斯(Stokes)参量测量精度的主要因素。通过对传统旋转波片法测量Stokes参量的原理进行理论分析,研究了测量误差与相位延迟量误差之间关系,提出了提高偏振光Stokes参量测量精度的方法。该方法通... 详细信息

波片相位延迟量误差是影响旋转波片法斯托克斯(Stokes)参量测量精度的主要因素。通过对传统旋转波片法测量Stokes参量的原理进行理论分析,研究了测量误差与相位延迟量误差之间关系,提出了提高偏振光Stokes参量测量精度的方法。该方法通过调整检偏器透光轴方向与待测光束偏振方向成90°或45°后再进行测量,可有效减小波片相位延迟量误差对Stokes参量测量的影响。实验结果表明,当相位延迟量误差小于1.2°时,采用所提出的优化旋转波片法使Stokes参量测量误差从传统旋转波片法的4.31%减小到0.33%。

关键词：测量偏振检测 Stokes参量相位延迟量误差旋转波片法

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偏振频域OCT系统光谱错位分析及光谱校准

中国激光 2018年第2期45卷 259-267页

作者：陈艳李中梁南楠步扬卢宇宋思雨王向朝中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

偏振频域光学相干层析成像(FD-PS-OCT)可以通过测量样品的偏振特性实现某些疾病的早期诊断。偏振参数的测量精度关系到疾病诊断的准确性。在FD-PS-OCT中,正交的两路干涉信号即使仅存在很小的光谱错位,也可能导致偏振参数计算结果产生较... 详细信息

偏振频域光学相干层析成像(FD-PS-OCT)可以通过测量样品的偏振特性实现某些疾病的早期诊断。偏振参数的测量精度关系到疾病诊断的准确性。在FD-PS-OCT中,正交的两路干涉信号即使仅存在很小的光谱错位,也可能导致偏振参数计算结果产生较大的误差。光谱校准是提高偏振参数测量精度的前提,而在进行光谱校准之前,有必要明确光谱错位对偏振参数计算精度的影响。通过理论分析和仿真计算,深入分析了光谱错位与偏振参数计算误差之间的关系。在此基础上,提出了一种光谱校准方法,该方法通过判断已知样品延迟量和快轴方位角的误差大小来实现光谱缩放和平移的校准。最后进行了波片测量实验,验证了该方法的有效性,证明了误差分析的正确性。

关键词：生物光学光学相干层析成像偏振光谱校准误差分析

基于等效膜层法的极紫外光刻含缺陷掩模多层膜仿真模型

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光学学报 2015年第6期35卷 263-271页

作者：刘晓雷李思坤王向朝中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

建立了一个基于等效膜层法的极紫外光刻含缺陷掩模多层膜仿真模型。通过等效膜层法求解含缺陷多层膜无缺陷区域和含缺陷区域不同位置的反射系数,准确快速地仿真含缺陷多层膜的衍射谱。与波导法严格仿真相比,200nm尺寸时仿真速度提高9倍... 详细信息

建立了一个基于等效膜层法的极紫外光刻含缺陷掩模多层膜仿真模型。通过等效膜层法求解含缺陷多层膜无缺陷区域和含缺陷区域不同位置的反射系数,准确快速地仿真含缺陷多层膜的衍射谱。与波导法严格仿真相比,200nm尺寸时仿真速度提高9倍左右。与改进单平面近似模型和基于单平面近似的简化模型相比,该模型对衍射谱和空间像的仿真精度有了较大提高,并且仿真精度随缺陷尺寸和入射角的变化很小。以+1级衍射光为例,6°入射时,与改进单平面近似模型和简化模型相比,该模型对衍射谱振幅的仿真误差分别减小了77%和63%。

关键词：光学设计极紫外光刻衍射含缺陷多层膜等效膜层法改进单平面近似

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基于波前编码的消色差稀疏孔径超构透镜

中国激光 2024年第6期51卷 246-253页

作者：张敬巍胡敬佩董延更曾爱军黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

光学稀疏孔径技术以其所具有的降低透镜加工面积、增大数值孔径和提升分辨率的能力被应用到超构透镜的设计和优化中。然而,目前稀疏孔径超构透镜的研究仅限于单波长,通常难以应用到宽波段成像领域。笔者基于波前编码和稀疏孔径技术设计... 详细信息

光学稀疏孔径技术以其所具有的降低透镜加工面积、增大数值孔径和提升分辨率的能力被应用到超构透镜的设计和优化中。然而,目前稀疏孔径超构透镜的研究仅限于单波长,通常难以应用到宽波段成像领域。笔者基于波前编码和稀疏孔径技术设计了一种消色差稀疏孔径超构透镜。该消色差稀疏孔径超构透镜在加工面积降低至全孔径超构透镜25%的情况下,在可见光波段(400~700 nm)可实现与理想透镜一致的分辨率。该消色差稀疏孔径超构透镜既实现了对可见光波段的消色差,又解决了大孔径超构透镜的加工难题,具有加工成本低、消色差范围大、成像清晰等特点,在图像采集领域具有重要的应用价值。

关键词：光学器件超构透镜消色差光学稀疏孔径波前编码维纳滤波

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光栅模式的色散方程与对称性

光学学报 2018年第9期38卷 52-57页

作者：项长铖周常河中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出了横电、横磁偏振布拉格角入射下光栅模式的色散方程可进一步分解的理论,证明了分解得到的方程与光栅模式对称性间的等价关系。光栅模式的对称性有助于阐释光栅内部衍射过程的物理图像。通过讨论光栅模式方程的根的分布性质,提出了... 详细信息

提出了横电、横磁偏振布拉格角入射下光栅模式的色散方程可进一步分解的理论,证明了分解得到的方程与光栅模式对称性间的等价关系。光栅模式的对称性有助于阐释光栅内部衍射过程的物理图像。通过讨论光栅模式方程的根的分布性质,提出了一种提高有效折射率计算效率的方法。

关键词：衍射衍射理论衍射光栅色散方程对称性

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光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法

光学学报 2018年第10期38卷 311-318页

作者：程伟林张方林栋梁曾爱军杨宝喜黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出了一种光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法。当照明光瞳的部分相干因子发生变化时,该方法的校正手指只需整体在光轴方向进行微调就能使照明光场的均匀性满足要求。仿真分析了校正手指的三维空间移动对照明光场均匀性的影响,并... 详细信息

提出了一种光刻机照明系统的多自由度均匀性校正方法。当照明光瞳的部分相干因子发生变化时,该方法的校正手指只需整体在光轴方向进行微调就能使照明光场的均匀性满足要求。仿真分析了校正手指的三维空间移动对照明光场均匀性的影响,并验证了该方法的高效性。

关键词：光学设计光刻机照明系统多自由度均匀性校正

基于柱面透镜Otto结构SPR效应的金属薄膜厚度测量方法

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中国激光 2019年第2期46卷 159-164页

作者：李桂运谷利元胡敬佩朱玲琳曾爱军黄惠杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

基于柱面透镜修正Otto结构产生的表面等离子体共振(SPR)效应,提出一种测量金属薄膜厚度的方法。该方法无需用s偏振光提取背景光强,可直接利用在p偏振光入射条件下得到的单幅SPR吸收图像拟合背景光强,进而得到竖直方向上的归一化反射率... 详细信息

基于柱面透镜修正Otto结构产生的表面等离子体共振(SPR)效应,提出一种测量金属薄膜厚度的方法。该方法无需用s偏振光提取背景光强,可直接利用在p偏振光入射条件下得到的单幅SPR吸收图像拟合背景光强,进而得到竖直方向上的归一化反射率曲线。从而建立光学薄膜模型并拟合了反射率曲线,反演出待测金属薄膜的厚度参数。实验对一个纳米级厚度的Au膜样品进行测量,测量结果表明,Au膜的平均厚度与商用光谱椭偏仪的测量结果之差为0.1 nm,验证了该方法的有效性。

关键词：表面等离子体共振效应柱面透镜金属薄膜厚度测量