天津大学光声遥感显微镜技术突破新高度

时间: 2024-09-06 19:02:07 |   作者: 精细筛分

  近日，天津大学田震教授团队在光声遥感显微镜技术领域取得突破，成功开发出一种新型无损检验测试手段。该技术采用器作为关键光源，逐步优化了倒装芯片内部探伤局限问题的解决方案，提升了系统的整体检测性能，为无损害地进行检测技术的发展开启新篇章。

  光声遥感显微镜技术作为近年来提出的一种有潜力的探测显微手段，能轻松实现倒装芯片模型内部的大视场、快速不伤害原有设备的检测成像，对于高价值待测物如芯片、生物组织等的检测具备极其重大意义。

  研究人员介绍，传统的显微技术往往面临着成像深度与分辨率难以兼得的困境。要么成像深度不高，比如OCT；要么分辨率不高，而且有接触。光声遥感显微镜技术能显著解决这些痛点，实现成像深度大、分辨率比较高、无接触等特性，在医疗应用领域具有很高价值。

  在研究中，天津大学用凯普林20瓦红外飞秒激光器作为飞秒激光源，为光声遥感显微镜提供了稳定且高质量的激光脉冲。该激光器输出中心波长为1030 nm，重复频率为0．1－1 MHz可调，脉冲宽度300fs－10ps可调（实验中使用的脉冲宽度约1．2 ps）。

  经过准直、扩束后与超辐射发光二极管出射的1310 nm连续探测光合束，最终进入光机扫描系统，即由振镜扫描镜系统，物镜以及三维电动位移台组成的大视场快速扫描成像系统。在成像过程中，倒装芯片处于倒置状态，即内部金属结构相对于明场显微镜下不可见，如图1（b）所示。

  光声遥感显微镜系统能对倒装芯片模型进行大视场光机联合扫描成像。它的工作原理是，首先通过“马赛克扫描”获取独立的小视场，然后通过电动位移台将芯片样品移动至下一个相邻位置，最后将这些小范围图像拼接，形成一幅完整的大视场图像，如图2所示。该实验结果充分证明，光声遥感显微镜在工业环境中具有对芯片进行无损检测的潜力。

  这一技术的成功应用，将大幅度的提高系统的整体检测性能，并有望成为医疗领域无损害检验测试的重要工具，为疾病的早期发现和精准治疗提供有力支持。

  凯普林的高功率飞秒激光器，以出色的稳定性、可调节的脉冲宽度及光束质量好等优势，为光声遥感显微镜技术等科研领域提供了强力支持。

  这款20瓦红外飞秒激光器，得益于全光纤结构和工业一体化设计，展现优秀的稳定性和加工能力。其特性包括长时连续加工稳定性、脉宽可调、重频以及脉冲能量可调，使得脉冲时域控制在300飞秒以内，大大降低对材料加工的热影响，实现了真正意义上的“冷”加工。

  这款激光器在有机薄膜和柔性材料加工领域广受青睐，在国产超快激光器市场中也备受瞩目。它不仅仅可以处理柔脆性材料，如OLED、玻璃、陶瓷、蓝宝石、半导体材料和合金金属，还在微纳加工、精密打标以及其他精密加工应用中发挥着重要作用。

  在“头发丝上”做文章，超快激光可以大显身手。凯普林超快事业部的负责这个的人说，超快激光具有巨大的发展的潜在能力，不仅在前沿领域不断拓展人类的认知边界，还在应用领域持续攻克关键技术难题。展望未来，凯普林将秉持长期主义理念，深耕飞秒、皮秒及纳秒激光领域，为科研和工业应用提供更多创新解决方案，推动科技的进步与发展。

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