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计量学报  2022, Vol. 43 Issue (8): 1008-1014    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2022.08.06
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针尖增强拉曼系统高数值孔径物镜对焦方法研究
孙晓爽1,高思田1,黄鹭1,祝敏豪2,刘林伟2
1.中国计量科学研究院,北京 100029
2.中国计量大学计量测试工程学院,浙江 杭州 310018
Research on Focusing Method of High Numerical Aperture Objective Lens in Tip-enhanced Raman System
SUN Xiao-shuang1,GAO Si-tian1,HUANG Lu1,ZHU Min-hao2,LIU Lin-wei2
1. National Institute of Metrology, Beijing 100029, China
2. College of Metrology & Measurement Engineering, China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang 310018, China
全文: PDF (2086 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为提高针尖增强拉曼系统对焦准确性和效率,提出通过分析CCD相机拍摄的光斑图像的像素值实现自动对焦的方法。首先快速粗调焦缩小调焦范围,然后再慢速细调焦提高调焦精度。实验表明:与Tenengrad评价函数相比,方差评价函数更适用于针尖增强拉曼光谱测量系统自动对焦,聚焦到样品表面时对焦结果的无偏估计标准差<0.25μm,具有较高的重复性和鲁棒性;快速粗调焦可提高调焦效率,避免陷入局部最优解;慢速细调焦评价函数曲线在焦点附近呈现“M”形,可通过二次拟合提高调焦精度。
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作者相关文章
孙晓爽
高思田
黄鹭
祝敏豪
刘林伟
关键词 计量学针尖增强拉曼系统高数值孔径物镜自动对焦评价函数    
Abstract:In order to improve the focusing accuracy and efficiency of tip-enhanced Raman system(TERS), an automatic focusing method is proposed by analyzing the pixel value of the spot image captured by CCD camera.Fast coarse focusing to narrow the focusing range, and then slow fine focusing to improve the focusing accuracy.The experimental results show that, compared with Tenengrad evaluation function, the variance evaluation function is more suitable for automatic focusing of tip-enhanced Raman system.When focusing on the sample surface, the unbiased estimation variance of focusing result is less than 0.25 μm, which has high repeatability and robustness.Fast coarse focusing can improve the focusing efficiency and avoid falling into the local optimal solution.The curve of slow fine focusing evaluation function presents an “M” shape near the focus, which can be adjusted by quadratic fitting to improve the focusing accuracy.
Key wordsmetrology    tip-enhanced Raman system    high numerical aperture objective    auto focus    evaluation function
收稿日期: 2021-03-08      发布日期: 2022-08-20
PACS:  TB92  
基金资助:国家重点研发计划(2016YFF0200602,2016YFA0200901)
通讯作者: 高思田(1962-),男,天津人,中国计量科学研究院研究员,主要从事纳米计量、材料计量,几何量计量研究。Email:gaositian@nim.ac.cn     E-mail: gaost@nim.ac.cn
作者简介: 孙晓爽(1994-),女,河北承德人,中国计量科学研究院硕士研究生,主要研究方向为计量测试技术及仪器。Email:15822885839@163.com
引用本文:   
孙晓爽,高思田,黄鹭,祝敏豪,刘林伟. 针尖增强拉曼系统高数值孔径物镜对焦方法研究[J]. 计量学报, 2022, 43(8): 1008-1014.
SUN Xiao-shuang,GAO Si-tian,HUANG Lu,ZHU Min-hao,LIU Lin-wei. Research on Focusing Method of High Numerical Aperture Objective Lens in Tip-enhanced Raman System. Acta Metrologica Sinica, 2022, 43(8): 1008-1014.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2022.08.06     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2022/V43/I8/1008
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