1.基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置,其特征在于,該測量裝置包括照明模塊、探測模塊和樣品模塊;
照明模塊按照照明光的傳播方向依次為:激光器(1)、準(zhǔn)直鏡(2)、光闌(3)、偏振分光棱鏡(4)、掃描振鏡(5)和掃描透鏡(6);
探測模塊按照信號光傳播方向依次為:掃描透鏡(6)、掃描振鏡(5)、偏振分光棱鏡(4)、濾光片(9)、收集透鏡(10)、針孔(11)和光電探測器(12);
樣品模塊包括待測樣品(7)和用于放置待測樣品(7)的三維微位載物臺(8);
所述待測樣品(7)表面鍍有金屬熒光薄膜;
激光器(1)發(fā)出激光光束,激光光束經(jīng)過準(zhǔn)直鏡(2)和光闌(3)后形成平行光,平行光依次經(jīng)過偏振分光棱鏡(4)、掃描振鏡(5)和掃描透鏡(6),透射的光在待測樣品(7)上形成聚焦光斑,聚焦光斑激發(fā)待測樣品(7)表面的金屬熒光薄膜發(fā)出熒光;待測樣品(7)表面的金屬熒光薄膜激發(fā)出的熒光依次經(jīng)過掃描透鏡(6)、掃描振鏡(5)、偏振分光棱鏡(4)、濾光片(9)、收集透鏡(10)和針孔(11)后,被光電探測器(12)收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置,其特征在于,掃描透鏡(6)作為照明和成像鏡頭,具有50mm×50mm視場。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置,其特征在于,激光器(1)發(fā)射的激光光束的波長為532nm,照明光經(jīng)過掃描透鏡(6)后光功率小于1w。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置,其特征在于,待測樣品(7)表面鍍的金屬熒光薄膜為摻入納米銀顆粒的熒光薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置,其特征在于,待測樣品(7)表面鍍的金屬熒光薄膜的厚度小于40nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置,其特征在于,所述待測樣品(7)的金屬銀增強(qiáng)中介層的發(fā)光效率是有機(jī)中介層的5倍。
7.基于權(quán)利要求4所述基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置的測量方法,其特征在于,該測量方法的具體過程為:
步驟1、在待測樣品(7)表面鍍上一層厚度小于40nm的金屬熒光薄膜;
步驟2、激光器(1)發(fā)出激光光束,激光光束經(jīng)過準(zhǔn)直鏡(2)和光闌(3)后形成平行光,平行光依次經(jīng)過偏振分光棱鏡(4)、掃描振鏡(5)和掃描透鏡(6),透射的光在待測樣品(7)上形成聚焦光斑,聚焦光斑激發(fā)待測樣品(7)表面的金屬熒光薄膜發(fā)出熒光;
步驟3、待測樣品(7)表面的金屬熒光薄膜激發(fā)出的熒光依次經(jīng)過掃描透鏡(6)、掃描振鏡(5)、偏振分光棱鏡(4)、濾光片(9)、收集透鏡(10)和針孔(11)后,被光電探測器(12)收集;
步驟4、待測樣品(7)表面的金屬熒光薄膜激發(fā)出的熒光被光電探測器(12)收集后,通過軸向響應(yīng)曲線頂點(diǎn)位置確定待測樣品(7)的表面位置;
步驟5、三維微位載物臺(8)帶動(dòng)待測樣品(7)在三維方向上移動(dòng),形成三維掃描成像;
步驟6、將待測樣品(7)浸入有機(jī)溶劑中,清洗表面的金屬熒光薄膜,恢復(fù)成原有狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置的測量方法,其特征在于,步驟1所述在待測樣品(7)表面鍍上一層厚度小于40nm的金屬熒光薄膜的具體過程為:
步驟a、將75mL雙氧水緩慢滴加到在冰水浴中的175mL濃硫酸中,緩慢攪拌均勻,將待測樣品(7)浸入,加熱煮沸30min,取出待測樣品(7)后用去離子水清洗,并用氮?dú)獯蹈桑?/p>
步驟b、將70mL氨水和70mL雙氧水緩慢加入到350mL去離子水中,攪拌均勻,將步驟a獲得的待測樣品(7)浸入,80℃加熱25min,取出待測樣品(7)后用去離子水清洗,并用氮?dú)獯蹈桑?/p>
步驟c、稱量100mg聚乙烯亞胺、0.16mg納米銀、12mg羅丹明B和292.2mg氯化鈉,溶解于50mL去離子水中,攪拌均勻形成溶液A;
步驟d、稱量100mg聚乙烯亞胺、12mg羅丹明B和292.2mg氯化鈉,溶解于50mL去離子水中,攪拌均勻形成溶液B;
步驟e、稱量250mg聚苯乙烯磺酸鈉和292.2mg氯化鈉,溶解于50mL去離子水中,攪拌均勻形成溶液C;
步驟f、稱量250mg聚苯乙烯磺酸鈉,溶解于50mL去離子水中,攪拌均勻形成溶液D;
步驟g、將步驟b獲得的待測樣品(7)浸入溶液A中,靜置15min,然后取出,浸入去離子水中,靜置2min,取出;
步驟h、將步驟g獲得的待測樣品(7)浸入溶液C中,靜置15min,然后取出,浸入去離子水中,靜置2min,取出;
步驟i、將步驟h獲得的待測樣品(7)浸入溶液B中,靜置15min,然后取出,浸入去離子水中,靜置2min,取出;
步驟j、將獲得的待測樣品(7)浸入溶液A中,靜置15min,然后取出,浸入去離子水中,靜置2min,取出;然后將獲得的待測樣品(7)浸入溶液C中,靜置15min,然后取出,浸入去離子水中,靜置2min,取出;重復(fù)10次;
步驟k、將步驟j獲得的待測樣品(7)浸入溶液B中,靜置15min,然后取出,浸入去離子水中,靜置2min,取出,用氮?dú)獯蹈伞?/p>
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于金屬銀增強(qiáng)熒光的自由曲面測量裝置的測量方法,其特征在于,步驟6所述有機(jī)溶劑包括水、酒精和丙酮。