背景技術(shù)：

1、共聚焦顯微術(shù)包括在不同的樣品深度捕獲復(fù)數(shù)個(gè)二維圖像。這樣的圖像可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)切片，其為從樣品對(duì)象內(nèi)重建三維部分/要素。該工藝可以應(yīng)用于各種對(duì)象，例如半導(dǎo)體、人類和/或動(dòng)物組織、和/或金屬樣品、以及其他對(duì)象/材料。

2、在共聚焦顯微術(shù)中，激發(fā)光(例如，激光)可以一次聚焦在樣品/對(duì)象的一個(gè)深度水平。由于一次僅對(duì)樣品/對(duì)象中的一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行成像，因此基于共聚焦的成像需要在樣品中的一些圖案和/或一定數(shù)量的掃描線/部分上方掃描。可以使用調(diào)節(jié)光路的可調(diào)節(jié)鏡(例如，機(jī)動(dòng)的和/或自動(dòng)控制的)來(lái)促進(jìn)在樣品的圖案上方掃描樣品/對(duì)象，以在一定掃描時(shí)間段內(nèi)從樣品的其他深度獲得測(cè)量結(jié)果?？梢話呙铇悠穲D案/部分以獲得樣品的不同深度的測(cè)量結(jié)果的時(shí)間越長(zhǎng)和/或越頻繁，可以傳送至樣品的激發(fā)光輻射就越多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、公開了可以由成像設(shè)備執(zhí)行的用于同時(shí)測(cè)量樣品在一個(gè)或更多個(gè)樣品深度的一種或更多種特性的技術(shù)。成像設(shè)備可以包括鏡。所述設(shè)備可以包括鏡面針孔陣列，所述鏡面針孔陣列可以包括一個(gè)或更多個(gè)針孔(例如，一個(gè)針孔、至少兩個(gè)針孔、復(fù)數(shù)個(gè)針孔和/或多個(gè)針孔等)?？梢杂社R和鏡面針孔陣列的布置形成鏡面針孔陣列腔。

2、鏡面針孔陣列可以被配置成將至少一些來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的光聚焦在鏡面針孔陣列腔內(nèi)。所述設(shè)備可以包括至少一個(gè)透鏡。至少一個(gè)透鏡可以與鏡面針孔陣列一起布置以經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)針孔(例如，一個(gè)針孔、至少兩個(gè)針孔、復(fù)數(shù)個(gè)針孔和/或多個(gè)針孔等)中的至少一個(gè)針孔收集至少一些來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的聚焦光。所述設(shè)備可以包括檢測(cè)器。檢測(cè)器可以與至少一個(gè)透鏡一起布置以接收至少一些收集的光。

3、公開了用于用成像設(shè)備同時(shí)測(cè)量樣品在一個(gè)或更多個(gè)樣品深度的一種或更多種特性的一個(gè)或更多個(gè)方法/工藝的技術(shù)。成像設(shè)備可以包括鏡、包括一個(gè)或更多個(gè)針孔(例如，一個(gè)針孔、至少兩個(gè)針孔、復(fù)數(shù)個(gè)針孔和/或多個(gè)針孔等)的鏡面針孔陣列、至少一個(gè)透鏡、和/或檢測(cè)器。一個(gè)或更多個(gè)工藝可以包括布置鏡和鏡面針孔陣列以形成鏡面針孔陣列腔。一個(gè)或更多個(gè)工藝可以包括將至少一些來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的光聚焦在鏡面針孔陣列內(nèi)。

4、一個(gè)或更多個(gè)工藝可以包括布置鏡面針孔陣列以經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)針孔(例如，一個(gè)針孔、至少兩個(gè)針孔、復(fù)數(shù)個(gè)針孔和/或多個(gè)針孔等)中的至少一個(gè)針孔收集至少一些來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的聚焦光。一個(gè)或更多個(gè)工藝可以包括經(jīng)由至少一個(gè)透鏡在檢測(cè)器處接收至少一些所收集的光。

5、公開了用于對(duì)立體樣品中的不同平面進(jìn)行同時(shí)采樣用以對(duì)一種或更多種樣品特性進(jìn)行實(shí)時(shí)立體光學(xué)測(cè)量的一個(gè)或更多個(gè)工藝。一個(gè)或更多個(gè)工藝可以包括用于軸向采樣的鏡面針孔-陣列腔、一個(gè)或更多個(gè)其他光學(xué)部件、以及至少一個(gè)檢測(cè)器。鏡面針孔-陣列腔可以用于一個(gè)或更多個(gè)不同平面的被動(dòng)共聚焦型切片，和/或可以與一種或更多種不同的光學(xué)成像和/或光譜工藝/技術(shù)相結(jié)合，或許例如以增加軸向采樣通量。

6、本文中所描述的一個(gè)或更多個(gè)工藝可以用空腔陣列中使用的一個(gè)或更多個(gè)(例如，多個(gè))針孔來(lái)提高采樣通量和/或成像速率。例如，本文中公開的技術(shù)的應(yīng)用可以包括/范圍為從更快的顯微成像到可以能夠進(jìn)行快照立體特性測(cè)量的消費(fèi)者級(jí)手持緊湊設(shè)備。

技術(shù)特征：

1.一種成像設(shè)備，被配置成用于同時(shí)測(cè)量樣品在一個(gè)或更多個(gè)樣品深度的一種或更多種特性，所述設(shè)備包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述鏡面針孔陣列進(jìn)一步被配置成將大部分所述來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的光聚焦。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述鏡面針孔陣列進(jìn)一步被配置成使得所述一個(gè)或更多個(gè)針孔之中的至少一些來(lái)自所述一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的聚焦光經(jīng)由其被傳送至所述至少一個(gè)透鏡的至少一個(gè)針孔基于以下中的至少一者：所述光所源自的樣品平面、或所述設(shè)備的放大倍率。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述鏡和所述鏡面針孔陣列的布置形成共聚焦鏡面針孔陣列腔。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述鏡面針孔陣列為圓形鏡面針孔陣列或矩形鏡面針孔陣列中的至少一者。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述鏡面針孔陣列的所述一個(gè)或更多個(gè)針孔為設(shè)置在所述鏡面針孔陣列上的第一位置上的第一針孔陣列，所述設(shè)備還包括：

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括激發(fā)光束發(fā)生器，所述激發(fā)光束發(fā)生器被配置成為所述一個(gè)或更多個(gè)樣品平面提供一個(gè)或更多個(gè)激發(fā)光束。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括透射光柵，所述透射光柵設(shè)置在所述鏡面針孔陣列的透射側(cè)，所述透射光柵被配置成將在所述鏡面針孔陣列與所述檢測(cè)器之間傳送的光的光譜分離。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括鏡筒透鏡，所述鏡筒透鏡與所述鏡面針孔陣列腔一起布置，使得所述鏡筒透鏡將至少一些來(lái)自所述一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的光聚焦至所述鏡面針孔陣列腔中。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述成像設(shè)備為顯微鏡、光譜儀、或成像掃描儀。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述鏡面針孔陣列被配置成使得所述一個(gè)或更多個(gè)針孔的間距為線性或非線性中的至少一者。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述鏡面針孔陣列被配置成使得所述一個(gè)或更多個(gè)針孔之間的間距為所述針孔之前的設(shè)備放大倍率的平方與所述一個(gè)或更多個(gè)采樣平面之間的間距的乘積的函數(shù)。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述鏡面針孔陣列腔被布置成使得至少一些所述收集的光與所述樣品的被動(dòng)軸向采樣相對(duì)應(yīng)。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述樣品的一種或更多種特性包括反射率、拉曼效應(yīng)、熒光、或隨機(jī)輻射中的至少一者，所述樣品的所述一種或更多種特性中的至少一者用于所述一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的超分辨率。

15.一種用成像設(shè)備同時(shí)測(cè)量樣品在一個(gè)或更多個(gè)樣品深度的一種或更多種特性的方法，所述成像設(shè)備包括鏡、包括一個(gè)或更多個(gè)針孔的鏡面針孔陣列、至少一個(gè)透鏡和檢測(cè)器，所述方法包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括配置所述鏡面針孔陣列，使得所述一個(gè)或更多個(gè)針孔之中的至少一些來(lái)自所述一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的聚焦光經(jīng)由其被傳送至所述至少一個(gè)透鏡的至少一個(gè)針孔基于以下中的至少一者：所述光所源自的樣品平面、或所述設(shè)備的放大倍率。

17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中所述鏡和所述鏡面針孔陣列的所述布置包括形成共聚焦鏡面針孔陣列腔。

18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述鏡面針孔陣列的所述一個(gè)或更多個(gè)針孔為設(shè)置在所述鏡面針孔陣列上的第一位置上的第一針孔陣列，所述方法還包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的方法，還包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項(xiàng)所述的方法，還包括：

技術(shù)總結(jié)
公開了可以由成像設(shè)備執(zhí)行的用于同時(shí)測(cè)量樣品在一個(gè)或更多個(gè)樣品深度的一種或更多種特性的技術(shù)。所述成像設(shè)備可以包括鏡。所述設(shè)備可以包括鏡面針孔陣列，所述鏡面針孔陣列可以包括一個(gè)或更多個(gè)針孔?？梢杂社R和鏡面針孔陣列的布置形成鏡面針孔陣列腔。鏡面針孔陣列可以被配置成將來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的光聚焦在鏡面針孔陣列腔內(nèi)。所述設(shè)備可以包括至少一個(gè)透鏡，所述至少一個(gè)透鏡可以與鏡面針孔陣列一起布置以經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)針孔中的至少一個(gè)針孔收集來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)樣品平面的聚焦光。所述設(shè)備可以包括與至少一個(gè)透鏡一起布置以接收收集的光的檢測(cè)器。

技術(shù)研發(fā)人員：小本尼·E·烏爾班,赫雷貝什·莫利·蘇布哈什
受保護(hù)的技術(shù)使用者：高露潔-棕欖公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23