双波长数字全息法：微小物体表面形貌测量新突破

"该文提出了一种改进的离轴双波长数字全息测量方法，用于解决表面高度起伏较大的物体的三维形貌测量问题。通过偏振分光技术，同时记录两个不同波长的物光信息，利用波长差增大等效波长，扩展了数字全息术的测量范围至微米乃至毫米级别，解决了单波长全息术在测量大形貌变化物体时的相位去包裹难题。实验结果表明，该方法对于微米级台阶状样品的形貌测量与标称值和台阶仪测量值一致，验证了其有效性。" 本文深入探讨了利用双波长数字全息术来精确测量微小物体表面形貌的技术。传统的单波长数字全息术在面对具有显著高度差异的物体时，由于相位去包裹问题，往往无法提供准确的三维形貌信息。为了解决这一问题，研究者提出了一种创新的双波长测量策略，结合偏振光学原理，能够同时记录两个不同波长的物光干涉图，形成一个全息图像。这两个波长的差异使得等效波长大于单一波长，极大地扩展了全息术的纵向分辨率，使其适应于微米甚至毫米级别的形貌测量。 实验部分，研究团队对具有微米尺度台阶的样本进行了形貌测量，结果显示，他们的双波长数字全息方法与标准的台阶仪测量结果吻合度高，这证实了这种方法的可靠性和精度。这种方法的应用不仅为精密光学检测、微纳米制造等领域提供了新的工具，还为形貌测量技术的进步开辟了新的路径。 关键词涵盖全息技术、数字全息术、相位解包裹技术和形貌测量，这些是光学成像和测量领域的核心概念。全息术是一种记录和再现物体三维信息的技术，而数字全息术则是将全息技术与现代数字图像处理技术相结合，提高了测量的便利性和准确性。相位解包裹是处理全息图中的相位信息，以获取物体深度的关键步骤。形貌测量则关注物体表面的微观特征，这对材料科学、微电子学和生物医学等领域至关重要。 这篇研究通过引入双波长技术，成功地解决了单波长全息术在测量大形貌变化物体时的局限性，为复杂表面形貌的精确测量提供了新的解决方案。这一进步对于推动全息术在微纳米尺度测量中的应用具有重要意义。