激光差动共焦显微镜扫描控制软件技术研究

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1、激光差动共焦显微镜扫描控制软件技术研究毛新越2015年1月中图分类号：TH742UDC分类号：681.5激光差动共焦显微镜扫描控制软件技术研究作者姓名毛新越学院名称光电学院指导教师赵维谦教授答辩委员会主席赵跃进教授申请学位工学硕士学科专业仪器科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ResearchoftechnologyofscanningcontrolsoftwareforLaserdifferentialconfocalmicroscopeCandidateName：MaoXinyueSchoolorDepartment:SchoolofOptoele

2、ctronicsFacultyMentor:Prof.WeiqianZhaoChair,ThesisCommittee：Prof.YuejinZhaoDegreeApplied:MasterofScienceMajor：InstrumentofScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015北京理工大学硕士学位论文摘要近年来，我国在材料工程、生物医学工程、基因工程、微电子制造和精密测量等领域上都取得了长足的进步。随着科学技术的发展和进步，高精度、高分辨率

3、的光学成像系统已对上述领域产生了重大的影响。以激光差动共焦技术为核心的光学扫描成像探测技术，因其高精度成像优势成为光学成像探测领域的主要方法之一。由于激光差动共焦技术具有显著的横向分辨能力和轴向高空间分辨能力，使其可以实现对微台阶、集成电路线宽、微沟槽等微纳结构表面形貌进行三维成像和测量。本课题主要研究基于激光差动共焦显微成像原理的激光差动共焦显微镜的扫描控制软件，将对激光差动共焦显微镜的扫描模式进行设计，将显微镜各部分硬件在软件中进行模块化，实现其独自的功能。通过软件的控制能够让其相互协调工作，并且应用本系统设计的扫描模式实现显微镜对样品的扫描成像，高精度测量的目的。本论文

4、主要研究工作：一、差动共焦显微镜软件系统整体结构设计。对国内外已有的共焦显微镜的软件结构进行分析，同时，在VS2010软件开发环境下，利用多文档模式根据面向对象设计的要求对系统软件和操作界面进行优化.二、差动共焦显微镜扫描控制软件功能的设计。根据差动共焦显微镜的原理特点和结构特点设计出一套能够实现硬件自检、参数设计、数据采集和处理、显示、保存和多种显微扫描成像扫描模式的完整的扫描控制软件。通过分析国内外激光共焦扫描技术设计并实现了两种符合激光差动共焦原理的扫描成像方法。三、利用实验室已搭建的差动共焦显微系统实验装置，在该软件的控制下进行实验研究，对样品进行扫描成像，验证软件的

5、可实用性和稳定性。关键词：差动共焦；显微镜；软件系统；扫描控制I北京理工大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,ourcountryhasmadeconsiderableprogressinlotsoffields,suchasmaterial,biomedicalandgeneticengineering,microelectronicsandprecisionmeasurement.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,opticalimagingsystemofhighprecisionandhighres

6、olutionhashadasignificantimpactontheseareas.Thedifferentialconfocallasertechnologyasthecoreofopticalscanningimagingdetectiontechnologybecomesoneofthemainmethodsinthefieldofopticalimagingdetectionbecauseofhighresolutionimaging.Thesignificantlyhighlateralresolutionandtheaxialspatialresolution

7、ofdifferentialconfocallasertechnologycanrealizethesurfaceappearance’sImagingandmeasurementofthemicro-steps,micro-trenchandMicro-nanostructure.Thistopicmainresearchdifferentialconfocallasermicroscopescancontrolsoftwarebasedonlaserdifferentialconfocalmicro