基于譜域相位分辨光學相干層析的納米級表面形貌成像?

王毅 郭哲 朱立達 周紅仙 馬振鶴

1)(東北大學秦皇島分?？刂乒こ虒W院,秦皇島 066004)

2)(燕山大學電氣工程學院,秦皇島 066004)

1 引 言

材料微觀表面形貌很大程度地影響著材料的性能和功能[1],微觀表面形貌檢測在工業(yè)產品檢測、機械制造、電子工業(yè)等領域均有非常重要的應用價值.隨著現代電子工業(yè)、光學精微加工及微機電技術的發(fā)展,對微觀表面精度的要求越來越高,表面形貌質量成為保證和提高機械、電子及光學系統(tǒng)性能、質量和壽命的關鍵因素之一[2?5].在最近幾十年里,國內外微觀表面形貌測量領域出現了許多新技術和新方法,使測量精度不斷提高,己從微米尺度進入到納米甚至亞納米尺度[6?9].

目前微觀表面形貌測量方法可分為兩大類:接觸式和非接觸式.觸針式輪廓儀是目前使用比較廣泛的接觸式表面輪廓測量儀,具有測量范圍大、分辨率高、測量結果穩(wěn)定可靠、重復性好等優(yōu)點,其軸向測量分辨率可達1 nm或更小[10],但是在微觀表面輪廓檢測中,通常要求不能和樣品表面接觸,接觸檢測會導致樣品表面損傷.納米級精度的非接觸測量方法可分為非光學方法和光學方法兩大類,非光學測量方法包括掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡.掃描隧道顯微鏡橫向分辯率為0.1 nm,軸向分辨率0.01 nm量級,其軸向和橫向測量范圍較小(約1μm).掃描隧道顯微鏡是通過隧道電流反映被測表面形貌,因此,只能測量導體或半導體,而且測量必須在真空中進行[11,12].原子力顯微鏡的軸向分辨率達到0.1 nm,橫向分辨率約為10 nm,既可以檢測導體,也可以檢測非導體,但具有成像范圍小、受探頭影響大的缺點[13,14].納米級光學測量方法分為兩類:1)結合色差和共焦顯微技術的色差共焦光譜(chromatic confocal spectrum,CCS)技術[15,16];2)干涉測量方法.干涉法包括:單色光相移干涉法(phase-shifting interferometry,PSI)、垂直掃描白光干涉法(vertical scanning white-light interferometry,SWLI)、白光光譜干涉法(white-light spectral interferometry,WLSI)及外差干涉法(heterodyne interferometry,HI)[17?21].

軸向分辨率、軸向測量范圍、系統(tǒng)穩(wěn)定性、橫向分辨率及檢測速度是納米級形貌成像中比較關鍵的問題.CCS軸向分辨率達到2 nm,差于干涉法,但是CCS技術的優(yōu)點是穩(wěn)定性高.CCS技術的另一缺點是其軸向分辨率、軸向測量范圍及橫向分辨率都決定于樣品的光焦點,軸向分辨率、軸向測量范圍是依賴于焦點色散特性,因此,要求焦點色散特性嚴格穩(wěn)定,不適合于進行快速的光學掃描,目前都是用高精度平移臺移動樣品進行二維掃描.平移臺移動會引入振動干擾,影響軸向測量精度,同時也限制了測量速度.干涉方法影響系統(tǒng)性能的主要因素是穩(wěn)定性和軸向測量范圍,該方法靈敏度高,但對外界的干擾也同樣靈敏.干涉法的軸向精度和橫向分辨率無關,可以實現快速的光學掃描.

干涉法的軸向分辨率要高于CCS技術,但是存在相位包裹及易受環(huán)境干擾的問題.PSI,WLSI及HI是通過計算參考光和樣品光之間的相位差得到樣品表面的高度值,相位計算的主值范圍為[?π,+π],當相位超過[?π,+π],會發(fā)生相位包裹,必須通過相位解包裹恢復真實相位,才能得到正確的高度信息[6].目前,雖然已提出了多種數值相位解包裹的方法,然而這些方法都存在一定的問題,如計算復雜耗時、受噪聲及欠采樣影響,特別是當相鄰兩點相位差超過π時,無法恢復真實的相位[22,23].相位解包裹的原理是根據相位的連續(xù)性,通過比較相鄰兩點之間的相位差進行相位解包裹.從原理上講,當相鄰兩點的相位差大于π時,就無法正確恢復真實相位,這就限定了干涉法的應用范圍.SWLI可以測量絕對光程,不存在相位包裹問題,但是對于每一個探測點都需要進行軸向掃描,干涉條紋的解調精度和軸向掃描精度限制了軸向測量精度,同時使用軸向掃描也限制了測量速度.

光學相干層析(optical coherence tomography,OCT)是一種具有高時間分辨率和高空間分辨率的非接觸、三維成像技術,其軸向分辨率取決于光源的相干長度,一般可以達到1—10μm.目前,OCT在眼科臨床診療及血流成像中獲得了廣泛的應用[24,25],也被用于表面形貌成像[26?28],但是其軸向分辨率僅為微米量級.文獻[29,30]使用時域OCT分別實現了0.64μm和0.75μm的軸向分辨率,文獻[31]利用超連續(xù)譜光源實現了譜域OCT 0.9μm的軸向分辨率.本文在譜域相位分辨OCT的基礎上,建立了一種納米級表面形貌成像系統(tǒng),由干涉光譜經過傅里葉變換得到包含各點相位信息的復數,計算相鄰兩位置的相位差,得到表面形貌的相位差分圖,經過積分,得到樣品表面形貌的定量分布.由于不直接計算各個位置的相位,因此,只要相鄰兩點的相位差在區(qū)間[?π,+π],就不會發(fā)生相位包裹,將干涉法相鄰兩點相位差絕對值的限制條件由目前的π擴大到2π.為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,參考面和樣品置于同一平臺之上,最大限度地消除環(huán)境干擾及系統(tǒng)振動的影響.使用光學掃描實現高速成像,減小了使用二維平移臺引入的干擾,實驗表明本系統(tǒng)軸向分辨率優(yōu)于1 nm.

2 裝置及方法

圖1 實驗裝置原理圖Fig.1.Schematic of the experimental setup.

實驗系統(tǒng)如圖1所示,為參考光和樣品光共光路的OCT系統(tǒng).光源為超輻射發(fā)光二極管(superluminescent diode,SLD),中心波長為1310 nm,帶寬為62 nm.SLD發(fā)出的光經過光纖環(huán)形器后,由準直器準直成平行光,經X-Y振鏡進行二維掃描,光路和激光掃描共焦顯微鏡的光路類似,準直光照射到X振鏡的光斑位于透鏡1的焦點,透鏡1和透鏡2的間距為透鏡1和透鏡2焦距之和,透鏡2和顯微物鏡的間距為兩者的焦距之和.這樣,可以保證照射在樣品上的光接近垂直.透鏡1和2的作用是擴束,然后經過長工作距離顯微物鏡聚焦到樣品表面,用一個分光片的下表面作為參考面,樣品表面反射的光為物光,分光片下表面反射的光為參考光,樣品上表面和分光片下表面形成高度大約為100μm的間隔,物光和參考光沿原路返回到環(huán)形器,由環(huán)形器的出口3進入自建的高速光譜儀.光譜儀主要包括一個透射光柵(1145 lines/mm,Wasatch Photonics)和高速線陣相機(GL2048L,Sensors Unlimited),使用12位圖像采集卡(PCI1433,NI),由光譜儀實時采集干涉光譜,將干涉光譜傳給計算機進行處理.

為了減小波數非線性及色散的影響,我們使用多項式進行光譜儀校準,再通過插值,得到以線性波數值表示的干涉光譜[32].下面以相鄰位置1和2兩點為例,說明相位計算方法.假定位置點1的相干光譜為[33]

其中,km為離散化的波數,S(km)為光源光譜強度分布,A11和A12分別為位置1對應的樣品光和參考光振幅,n為空氣折射率.在相位分辨OCT中,樣品面和參考面的距離用不同分辨率的兩部分表示,(1)式中z0表示樣品面和參考面的絕對距離,其精度決定于光源的相干長度,相對于z0的具有亞相干長度分辨率的距離為δz=φ1/(4kcπn),kc為光源的中心波數,其精度決定于光譜儀的光譜分辨率.假定位置點2的相干光譜為I2(km),假定位置點2相對于點1的微小高度增量為Δz0,則有

其中,A21和A22分別為位置2對應的樣品光和參考光振幅.假定位置點1和2的參考臂光程相等,則位置點1和2的高度差Δz0為

其中,Δφ21為φ2與φ1之差. 對I1(km)和I2(km)分別進行傅里葉變換后得到相對應的復數序列F1(2nzm)和F2(2nzm),zm表示離散化的高度.因為樣品中只有樣品表面為反射面,則F1(2nzm)和F2(2nzm)的功率譜極大值對應的位置即為2nz0,因此得到兩個復數F1(2nz0)=A1exp(j4kcπnφ1)和F2(2nz0)=A2exp(j4kcπnφ2),則Δφ21為

式中星號表示復共軛.由(4)式計算出相位差Δφ21,即得到樣品表面的相位差分圖,不論各點的相位值大小,只要相鄰兩點在區(qū)間[?π,+π],就不會發(fā)生相位包裹;當相鄰兩點的相位差超過π,在相位差分圖上出現相位包裹,通過相位解包裹處理,消除相位差分圖上的相位包裹,再進行積分,得到樣品表面的相位分布及形貌.由于解包裹運算是在相位差分圖上進行的,因此,把相鄰兩點相位差絕對值的限制條件由目前的π擴大到2π.

3 實驗結果與討論

3.1 系統(tǒng)性能驗證

對于納米級精度的測量,系統(tǒng)的穩(wěn)定性對測量結果影響很大.首先進行實驗確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性,用該系統(tǒng)連續(xù)檢測同一點,由該點高度隨時間的漲落,確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性.測量結果如圖2所示,這些結果是系統(tǒng)噪聲和外界干擾總的影響結果.為了直觀地顯示漲落程度,將信號的基線平移到零點,用常用的粗糙度參數Ra和Rt表示系統(tǒng)的噪聲當量[21],Ra表示偏差絕對值的算術平均,Rt表示最大值和最小值之差.圖2(a)為直接測量的高度漲落,圖2(b)和圖2(c)分別為5次平均和10次平均的結果.圖2(a)—(c)顯示,本系統(tǒng)在單次、5次平均及10次平均的情況下,Rt和Ra分別為:單次(Rt=0.48 nm,Ra=0.06 nm),5次平均(Rt=0.24 nm,Ra=0.03 nm),10次平均(Rt=0.17 nm,Ra=0.02 nm),信噪比為103 dB.作為對照,本系統(tǒng)使用獨立的參考臂和探測臂時的單次測量結果如圖2(d)所示,其Rt和Ra分別為48.62 nm和5.74 nm,說明環(huán)境干擾對干涉測量的影響較大.共光路模式下的噪聲約為非共光路模式下噪聲的百分之一,抗干擾能力和靈敏度達到納米級檢測的要求.圖2(e)和圖2(f)分別為圖2(a)和圖2(d)所示結果的直方圖,兩者的標準差分別為0.076 nm和7.2 nm,和非共光路模式相比,共光路模式的精確度提高了兩個數量級.

圖2 系統(tǒng)穩(wěn)定性實驗結果 (a)共光路模式的測量結果;(b)為(a)的5點平均結果;(c)為(a)的10點平均結果;(d)非共光路模式的測量結果;(e)為(a)的直方圖;(f)為(d)的直方圖Fig.2.Experimental results for testing the systemic stability:(a)Results measured with common-path;results obtained by averaging f i ve points and ten points of(a)are shown in(b)and(c),respectively;(d)results measured using separated reference and probe arms;(e)histogram of the data in(a);(f)histogram of the data in(d).

我們通過測量納米級壓電位移臺的位移,評估系統(tǒng)的準確度,選用PI公司P-260納米級精密壓電位移臺,P-620位移臺的標稱重復性為±1 nm,在實驗室環(huán)境下,該系統(tǒng)自檢的重復性為±2 nm.圖3(a)為壓電位移臺階躍位移的測量結果,階躍高度自上而下分別為10,15,20,25,30 nm,測量結果的漲落為±2 nm,和該平移臺±2 nm的重復性符合,說明測量結果±2 nm的漲落主要來源于該壓電位移臺.圖3(b)為階躍高度的計算結果(平臺上下面各取50點平均),橫坐標表示壓電位移臺的階躍高度設定值,為5—30 nm,55—80 nm,110—130 nm,步長都為5 nm,黑色圓圈表示設定值,藍色星表示測量值,紅色直線和紅色方框表示測量結果的線性擬合,擬合相關系數R2為0.9996,表明兩者有非常好的符合度,測量結果有很好的線性.可以看出,設定值和方框代表的擬合值完全符合,測量值和設定值的最大偏差為2.08 nm,各次測量的平均絕對偏差為0.62 nm.

圖3 (網刊彩色)系統(tǒng)準確性實驗結果 (a)對納米級壓電位移臺階躍位移的測量結果;(b)階躍高度的計算結果,黑色圓圈表示設定值,藍色星表示測量值,紅色直線和紅色方框表示測量結果的線性擬合Fig.3.(color online)Experimental results for testing the systemic accuracy:(a)Measured results of step displacements of a nanoscale Piezo stage;(b)measured step heights,where the black circles,the blue stars and the red line denote the preset value,the measured results and the f i tted results,respectively.

3.2 壓電位移臺振動檢測

目前的干涉檢測都是直接計算各點的絕對相位,當某一點的相位超過[?π,+π],則產生相位包裹.我們計算相鄰兩點的相位差,相鄰兩點的相位差的絕對值超過π才出現相位包裹.通過測量壓電位移臺的振動說明本方法的特點,選用PI公司的P-620型壓電位移臺,將圖1中的分光片固定,用壓電位移臺驅動反射鏡運動,反射鏡的反射面和分光片之間的間隙大概為100μm,連續(xù)檢測反射鏡一點的振動,計算相鄰兩個時間點所采集信號的高度差,再經過積分得到探測點高度隨時間的變化,結果如圖4所示.圖4(a)為幅度為20nm、頻率為3Hz的三角波的檢測結果,圖4(b)和圖4(c)是幅度為800 nm、頻率為3 Hz的正弦波結果,圖4(b)為使用本文方法計算的結果,圖4(c)為使用目前直接計算相位的方法的結果.圖4(a)和圖4(b)顯示本系統(tǒng)與實際符合得很好,說明該系統(tǒng)檢測的結果是可信的;在圖4(a)中有較明顯的偏離,這是因為該壓電位移臺的精度為±2 nm所導致.圖4(c)顯示的結果出現相位包裹,兩條短劃橫線表示的位置為±327.5 nm,對應的相位為±π.我們計算相鄰兩點的相位差,除非變化較大的邊界,通常情況下不會產生相位包裹,如圖4(b)所示.

3.3 分辨率片表面形貌成像

對USAF1951分辨率片的表面形貌進行成像,驗證本系統(tǒng)的性能,分辨率片是通過蒸鍍鉻在玻璃上形成不同寬度的條紋,對分辨率正片上的鍍鉻層進行成像,結果如圖5所示.由于本系統(tǒng)的軸向精度和橫向分辨率無關,并且使用光學掃描,所以,可以通過改變掃描振鏡的驅動電壓及顯微物鏡的放大倍數,對不同大小范圍成像.圖5(a)—(c)使用4倍顯微物鏡,成像范圍為1.1 mm×1.1 mm,顯示了分辨率片4—7組的全部線對.在圖5(a)中,圖像灰度值代表高度,黑色表示玻璃基板,白色為鍍鉻層,其三維顯示如圖5(b)所示,可以清晰地看到鍍鉻層的結果.圖5(c)是直接計算各點相位的結果,出現了明顯的相位包裹.對圖5(a)中紅色矩形框所示區(qū)域進行成像,結果如圖5(d)所示,成像范圍為432μm×432μm,在鍍鉻層結構的邊緣出現鈍化,這是因為使用了低數值孔徑的顯微物鏡(4倍,NA=0.1).使用高數值孔徑的顯微物鏡(20倍,NA=0.42)對圖5(a)中黃色矩形框所示區(qū)域成像的結果如5(e)所示,成像范圍為138μm×138μm,可以清晰地顯示鍍鉻的細微結構和蒸鍍錯誤的結構,如圖中箭頭所示.

3.4 表面粗糙度標準樣板的表面形貌成像

在機械加工過程中,由于刀具和零件的摩擦、切削分離時的塑性變形和金屬撕裂,以及加工系統(tǒng)中的高頻振動等原因在零件的加工表面上殘留各種不同形狀和尺寸的微觀凸峰和凹谷,常常需精確可靠地測量零件的表面形貌.用本系統(tǒng)對表面粗糙度標準樣板進行成像,表面粗糙度標準樣板是以比較法來檢查機械零件加工表面粗糙度的一種工作量具,對其中的0.1級平磨標準樣板(Ra=0.1μm)表面形貌進行成像,結果如圖6所示,可以清晰地看到平磨產生的溝槽,以及砂輪顆粒和材料表面作用產生的微觀齒狀磨痕,如圖中箭頭所示,可以直觀地顯示加工質量.

3.5 討 論

目前的PSI,WLSI及HI等是直接計算各點的相位差,由于一般情況下參考光和樣品光的光程差遠大于波長,當相位差超過[?π,+π],則產生相位包裹,如圖4(c)和圖5(c)所示,雖然通過相位解包裹處理,可以恢復連續(xù)的相位分布,但是系統(tǒng)噪聲及欠采樣會導致相位解包裹錯誤,從原理上講,當相鄰兩點的相位差超過π,將無法恢復真實的相位,這就限定了干涉法的應用范圍.本系統(tǒng)使用相位分辨OCT的相位計算方法,首先由傅里葉變換得到和高度相關的復數序列,由(4)式計算相鄰兩點的相位差,然后通過積分,得到高度分布.因此,只有當兩點之間相位差絕對值超過π才出現相位包裹,故在圖4(b),圖5(a)、(b)、(d)和(e)以及圖6的計算中,并不會出現相位包裹,這樣就避免了相位解包裹過程中可能的錯誤.對于變化較大的邊界,當相鄰兩點相位差絕對值超過π,在相位差分圖上出現相位包裹,首先使用目前的相位解包裹算法對相位差分圖進行恢復,再進行積分,得到樣品表面的相位分布,當相位差分圖上兩點之間的相位差絕對值超過π,同樣無法正確恢復真實相位.由于解包裹是在相位差分圖上進行的,因此,把相鄰兩點相位差絕對值的限制條件由目前的π擴大到2π,提高了干涉法的適用范圍.

圖2的系統(tǒng)穩(wěn)定性實驗表明,本系統(tǒng)單次測量的標準差為0.076 nm,表明本系統(tǒng)有非常高的重復性及抗干擾能力,對于納米級精度檢測,干擾是十分重要的問題,圖2(d)表明使用獨立的參考臂和樣品臂,外界的干擾非常嚴重.在本系統(tǒng)中,樣品光和參考光共光路,可以消除環(huán)境對樣品光和參考光的影響,同時,由于參考面和樣品置于同一平臺之上,參考面隨樣品一起振動,可以最大限度地消除系統(tǒng)振動的影響.圖3所示的測量結果表明本系統(tǒng)有較高的準確度,圖3(a)中測量結果的漲落范圍為±2 nm,這和該壓電位移臺系統(tǒng)的重復性符合.為了減小由于波數非線性及色散等原因引入的非線性影響,我們在進行干涉光譜的傅里葉變換之前,對干涉光譜進行了波數空間的線性矯正及色散矯正.另外,對于納米級的測量,其量程一般限定在一個比較小的范圍內,因此這種非線性的影響較小,圖3(b)所示測量結果顯示出了較好的線性.圖3(a)中,各次測量的平均絕對偏差為0.62 nm,測量值和設定值的最大偏差為2.08 nm,這可能來源于外界的干擾,因為在進行PZI的位移測量時,固定于壓電位移臺的探測面獨立于參考面運動,無法完全消除系統(tǒng)的振動.

圖5 (網刊彩色)分辨率片表面形貌成像 (a)表面輪廓高度圖,使用4倍顯微物鏡,掃描步長為3.3μm;(b)為(a)的三維顯示結果;(c)使用目前的相位計算方法計算(a)的結果;(d)為(a)中紅色框內表面輪廓成像結果,使用4倍顯微物鏡,掃描步長為1.44μm;(e)為(a)中黃色框內表面輪廓成像結果,使用20倍顯微物鏡,掃描步長為0.46μmFig.5.(color online)Surface topography of an optical resolution test target:(a)Topographic height map using a 4× objective and a scanning step of 3.3μm;(b)three dimensional-rendering image of(a);(c)wrapped image of(a)calculated by the traditional method;(d)topographic map of the area in the red box shown in(a),measured with a 4× objective and a scanning step of 1.44 μm;(e)topographic map of the area in the yellow box shown in(a),measured with a 20× objective and a scanning step of 0.46 μm.

本系統(tǒng)的成像速度主要決定于線陣相機速度,對于300×300點陣的圖像,信號采集時間為5 s,線采樣速度為18 kHz,成像速度遠高于使用二維平移臺的系統(tǒng).在不影響軸向分辨率的情況下,可以改變掃描振鏡的電壓及使用不同放大倍數的物鏡,形成不同的成像范圍.本系統(tǒng)的橫向分辨率由物鏡數值孔徑決定,使用不同的顯微物鏡對應不同的橫向分辨率,當使用20倍顯微物鏡(NA=0.42)時,對分辨率板的成像結果顯示可以清晰地分辨7組6級的線對,因此本系統(tǒng)使用20倍物鏡時,分辨率優(yōu)于2.19μm,使用更高數值孔徑的物鏡,橫向分辨率可以進一步提高.

在(3)式中,假定相鄰兩點的參考光程相等,在實際應用中,作為參考的分光片相對于入射光會產生一定的傾斜,則相鄰兩點的參考光程存在一個固定的差值,重建的表面形貌會產生同樣角度的傾斜,可以根據表面形貌中基線的傾斜程度通過高度補償消除.

圖6 (網刊彩色)表面粗糙度標準樣板表面形貌成像Fig.6.(color online)Surface topography of a roughness comparison specimen.

4 結 論

傳統(tǒng)OCT的軸向分辨率僅為微米量級,本文使用譜域相位分辨OCT實現了納米級表面形貌成像,由于不用直接計算各個位置的相位值,只要相鄰兩點相位差絕對值小于π(目前干涉法的適用范圍),則不發(fā)生相位包裹,避免了解包裹的可能錯誤.當相鄰兩點相位差絕對值超過π,在相位差分圖上出現相位包裹,通過相位解包裹進行恢復,把相鄰兩點相位差絕對值的限制條件由目前的π擴大到2π,提高了干涉法的適用范圍.為了消除外界干擾,使用共光路模式,消除了環(huán)境對參考光和樣品光的影響,同時參考面和探測面置于同一平臺之上,兩者一起振動,最大限度地消除了環(huán)境干擾及系統(tǒng)振動的影響,使用光學掃描實現高速成像,并減小了使用二維平移臺引入的干擾.實驗結果表明本文提出的方法可以用于納米級表面形貌快速成像,為納米級表面形貌成像提供了一種新的工具.

[1]Thomas T R 2013Sur.Topogr.Metrol.Prop.2 014001

[2]Heintze S D,Forjanic M,Rousson V 2006Dent.Mater.22 146

[3]Song R L,Liu P,Zhang K,Liu X K,Chen X H 2016Chin.J.Mater.Res.30 255(in Chinese)[宋瑞利,劉平,張柯,劉新寬,陳小紅2016材料研究學報30 255]

[4]Leyva-Mendivil M F,Lengiewicz J,Page A,BressloffN W,Limbert G 2017Tribol.Lett.65 12

[5]Wang J D,Chen D R,Kong X M 2003Tribology23 52(in Chinese)[汪家道,陳大融,孔憲梅2003摩擦學學報23 52]

[6]Groot P D 2015Adv.Opt.Photon.7 1

[7]Bruzzone A A G,Costa H L,Lonardo P M,Lucca D A 2008CIRP Annals-Manufact.Technol.57 750

[8]Leach R K,Giusca C L,Naoi K 2009Measur.Sci.Technol.20 125102

[9]Wang D,He C,Stoykovich M P,Schwartz D K 2015ACS Nano9 1656

[10]Guenther K H,Wierer P G,Bennett J M 1984Appl.Opt.23 3820

[11]Labella V P,Ding Z,Bullock D W,Emery C,Thibado P M 2000J.Vacuum Sci.Technol.A18 1492

[12]Schouteden K,Lauwaet K,Janssens E,Barcaro G,Fortunelli A,van Haesendonck C 2014Nanoscale6 2170

[13]Ando T,Uchihashi T,Scheuring S 2014Chem.Rev.114 3120

[14]Butt H J,Cappella B,Kappl M 2005Surf.Sci.Rep.59 1

[15]Duque D,Garzón J 2013Opt.Laser Technol.50 182

[16]Shi K,Li P,Yin S,Liu Z 2004Opt.Express12 2096

[17]Cai H,Guangyao L I,Huang Z 2016Laser Technol.40 20(in Chinese)[蔡懷宇,李光耀,黃戰(zhàn)華 2016激光技術40 20]

[18]Lehmann P,Kühnhold P,Xie W 2014Measur.Sci.Technol.25 065203

[19]Liu C,Chen L,Wang J,Han Z G,Shi L L 2011Optoelectronic Eng.38 71

[20]Lin H,Li Y,Wang D,Tong X,Liu M 2009Appl.Opt.48 1502

[21]Zhou Z F,Zhang T,Zhou W D,Li W J 2001Optoelectronic Eng.28 7(in Chinese)[周肇飛,張濤,周衛(wèi)東,李文杰2001光電工程28 7]

[22]Liu S,Yang L X 2007Opt.Eng.46 051012

[23]Goldstein G,Creath K 2015Appl.Opt.54 5175

[24]Huang D,Swanson E A,Lin C P,Schuman J S,Stinson W G,Chang W 1991Science254 1178

[25]Wang R K,An L 2009Opt.Express17 8926

[26]Ortiz S,Siedlecki D,Remon L,Marcos S 2009Appl.Opt.48 6708

[27]Ortiz S,Siedlecki D,Pérezmerino P,Chia N,Castro A D,Szkulmowski M 2011Biomed.Opt.Express2 3232

[28]Sun M,Birkenfeld J,Castro A D,Ortiz S,Marcos S 2014Biomed.Opt.Express5 3547

[29]Xue P,Fujimoto J G 2008Sci.Bull.53 1963

[30]Povazay B,Bizheva K,Unterhuber A,Hermann B,Sattmann H,Fercher A F,Drexler W,Apolonski A,Wadsworth W J,Knight J C,Russell P S,Vetterlein M,Scherzer E 2002Opt.Lett.27 1800

[31]Tang T,Zhao C,Chen Z Y,Li P,Ding Z H 2015Acta Phys.Sin.64 174201(in Chinese)[唐弢,趙晨,陳志彥,李鵬,丁志華2015物理學報64 174201]

[32]Ma Z,He Z,Wang S,Wang Y,Li M,Wang Q,Wang F 2012Opt.Eng.51 063203

[33]Tomlins P H,Wang R K 2005J.Phys.D:Appl.Phys.38 2519