本發(fā)明單軸步進對向光學刀口裝置屬于光學顯微技術與光學精密測量技術領域。
背景技術:
寬場顯微鏡結構簡單,易于實現;且在探測面可直接獲得待測樣品圖像,不需要通過掃描的方式再進行信息的整合,大大簡化了后期處理過程并提高成像效率;在采用科勒照明時不僅避免了光源像對樣品像的干擾,而且可以很好地保護樣品不被灼傷,此外還可由光源處的視場光闌直接控制樣品的照明范圍。因而,寬場顯微鏡成為了目前應用最為廣泛的顯微測量儀器。但是,這種簡易的光學系統(tǒng)在分辨率上受到衍射極限的限制,即使更換數值孔徑更大的物鏡或者采用短波長的光束照明,也無法探測200nm以下的微小結構,在需要高分辨率設備觀察測量的場合下無法使用。共焦顯微鏡采用單色激光作為點光源,通過二維點掃描的方式進行成像,系統(tǒng)中的點光源、某一掃描位置處的樣品點以及成像針孔三者之間相互共軛。此系統(tǒng)不僅可以提高橫向分辨率,也可以抑制軸向信息的干擾。
在寬場顯微鏡中,由于光源和探測端都是一個平面,視場較大,因而為了獲得探測結果可以一次直接成像。但掃描共焦顯微鏡一次只能獲得一個點的強度信息,為了探測到和寬場相同范圍的樣品圖像,可以通過掃描實現大范圍樣品的成像。然而,掃描方法的引入雖然擴大了成像視場,但卻由于將寬場顯微鏡中的直接成像變成了先掃描后數據整合的方式,從而極大地降低了成像速度。另一方面,在共焦系統(tǒng)中,目前廣泛采用的檢流計掃描振鏡會引起圖像畸變,其原因是掃描視場范圍與掃描角度不是嚴格的正比關系,而是和掃描角的正切成正比。除此之外,共焦系統(tǒng)的針孔與振鏡安裝調整具有較大的實驗難度。
綜上所述,不管是寬場顯微鏡還是共焦顯微鏡都存在著難以克服的問題。因此,在顯微測量領域中,需要提出大幅度提高成像速率的同時獲得高對比度的圖像的光學系統(tǒng)。
技術實現要素:
為了解決上述寬場顯微鏡成像分辨率較低以及共焦顯微鏡無法同時獲得成像速度提升和圖像畸變消除的問題,本發(fā)明提供了一種單軸步進對向光學刀口裝置;該裝置采用線探測的邊緣切趾顯微成像方法,既通過光學刀口對成像光束的邊緣切趾作用降低成像面上的信息混疊,達到更高的分辨率,又將二維點掃描變?yōu)橐痪S線掃描,解決了共焦顯微成像速度較慢的問題;研究成果可用于工業(yè)或生物樣品表面探測的的快速成像。
本發(fā)明的目的是這樣實現的:
單軸步進對向光學刀口裝置,包括底座、設置在底座上的電機、通過聯軸器連接電機轉軸的絲杠,與絲杠位于同一水平面、平行設置在絲杠旁邊的導桿,能夠沿導桿運動的第一滑塊和第二滑塊,設置在第一滑塊上的第一遮光板,設置在第二滑塊上的第二遮光板;
所述絲杠沿其所在方向分為正螺紋部分和反螺紋部分,所述正螺紋部分和反螺紋部分除了螺紋方向相反外,其余技術指標完全相同;
所述第一滑塊與導桿組成直線導軌結構,第一滑塊還被絲杠穿過,第一滑塊與絲杠組成滾珠絲杠結構;
所述第二滑塊與導桿組成直線導軌結構;第二滑塊還被絲杠穿過,第二滑塊與絲杠組成滾珠絲杠結構;
第一滑塊和第二滑塊對稱設置在絲杠正螺紋部分和反螺紋部分交界處,第一遮光板和第二遮光板也關于絲杠正螺紋部分和反螺紋部分交界處對稱;
電機轉動,驅動絲杠旋轉,進而使第一滑塊和第二滑塊向相反方向運動,帶動第一遮光板和第二遮光板完成對稱切割工作。
上述單軸步進對向光學刀口裝置,垂直光學系統(tǒng)光軸方向放置,光軸與絲杠的公垂線段交于絲杠正螺紋部分和反螺紋部分交界處。
有益效果:
第一、本發(fā)明的核心元件僅包括設置在底座上的電機、絲杠、導桿、第一滑塊、第二滑塊、第一遮光板和第二遮光板,因此具有元件數量少,成本低,易于裝調的技術優(yōu)勢。
第二、由于將絲杠設計成正螺紋部分和反螺紋部分相結合的結構,因此用一根絲杠即可實現對兩個滑塊的同步控制,進而實現對兩個遮光板的同步控制。
第三、由于兩個滑塊被一根絲杠控制,因此在原理上不存在不同步的問題,對稱性能夠達到最佳。
附圖說明
圖1是本發(fā)明單軸步進光學刀口裝置的結構示意圖。
圖中:1底座、2電機、3絲杠、4導桿、5第一滑塊、6第二滑塊、7第一遮光板、8第二遮光板。
具體實施例
下面結合附圖對本發(fā)明具體實施例作進一步詳細描述。
具體實施例一
本實施例的單軸步進對向光學刀口裝置,結構示意圖如圖1所示。該單軸步進對向光學刀口裝置包括底座1、設置在底座1上的電機2、通過聯軸器連接電機2轉軸的絲杠3,與絲杠3位于同一水平面、平行設置在絲杠3旁邊的導桿4,能夠沿導桿4運動的第一滑塊5和第二滑塊6,設置在第一滑塊5上的第一遮光板7,設置在第二滑塊6上的第二遮光板8;
所述絲杠3沿其所在方向分為正螺紋部分和反螺紋部分,所述正螺紋部分和反螺紋部分除了螺紋方向相反外,其余技術指標完全相同;
所述第一滑塊5與導桿4組成直線導軌結構,第一滑塊5還被絲杠3穿過,第一滑塊5與絲杠3組成滾珠絲杠結構;
所述第二滑塊6與導桿4組成直線導軌結構;第二滑塊6還被絲杠3穿過,第二滑塊6與絲杠3組成滾珠絲杠結構;
第一滑塊5和第二滑塊6對稱設置在絲杠3正螺紋部分和反螺紋部分交界處,第一遮光板7和第二遮光板8也關于絲杠3正螺紋部分和反螺紋部分交界處對稱;
電機2轉動,驅動絲杠3旋轉,進而使第一滑塊5和第二滑塊6向相反方向運動,帶動第一遮光板7和第二遮光板8完成對稱切割工作。
具體實施例二
在本實施例中,給出了本發(fā)明單軸步進對向光學刀口裝置在具體應用過程中的擺放位置方式,所述單軸步進對向光學刀口裝置垂直光學系統(tǒng)光軸方向放置,光軸與絲杠3的公垂線段交于絲杠3正螺紋部分和反螺紋部分交界處。