微孔径快速测量仪

本产品是一款专门应用于快速测量薄片上的微孔直径的光学仪器，有效解决了传统方法光学采用显微图像处理技术和电子显微镜都无法实现对薄片微孔孔径全检的技术难题。其特点是对薄片全域范围（最大面积 5.0 x 4.5mm）的所有微孔只需一次抓拍，即可输出薄片上全部微孔的孔径特征、孔径分布和微孔位置分布图。

图1：微孔片样品图

       薄片微孔径是指在平板薄片上的尺寸达微米甚至亚微米大小的小孔的直径。

       普通的光学显微镜受到光学衍射现象的限制，最高分辨力只能达到0.5μm左右，因此用普通的光学显微镜测量1μm左右的微孔，误差显然过大；况且此时只能用40倍或以上的显微物镜，视场大小只能达到0.2 mm或者更小。对于制作在薄片上、位置分布范围达数毫米的微孔片，不可能做到全域一次抓拍。即便通过分区扫描测量也许耗费大量时间，且难免出现漏检问题。如果使用低倍显微物镜做全域拍摄测量，例如 2倍，则由于低倍物镜的数值孔径很小（2 倍物镜的数值孔径只有0.06），孔径限制造成的衍射光斑（爱里斑 ）直径可达到10μm左右，用这样的镜头观察数十微米量级的微孔，会产生显著的模糊，而对1μm量级的微孔，普通的光学显微镜的图像已经完全不能反映孔的大小。所以，基于光学显微放大和数字图像处理技术的测量系统难以完成这类微孔径的全域快速测量。电子显微镜虽然具有更好的景深和分辨能力，但单次测量视场更小，使用成本也十分高昂，不太适合广泛应用在薄片微孔径的快速测量。

图2：工作原理图

       本仪器采用真理光学团队首创研发的光通量微孔径测量法（专利申请号：CN202110766064.2），利用透过微孔的光通量与孔面积成正比的关系，如下图示，本有效规避了光学显微成像方法中的（成像透镜）光学衍射对微孔径尺寸测量准确度的制约。

图3：光通量--孔径曲线关系图

       根据图像传感器检测得每个孔的光通量值计算微孔孔径，同时对微孔本身的光学衍射造成的光能损失进行修正，从而实现微孔直径的全域一次抓拍即可快速完成对区域内全部微孔孔径的测量，最后输出微孔径分布曲线和空间位置分布图。

图4：典型分析测试报告