双波长傅里叶ptychographic形貌测量
光学
2025-12-10 v1
摘要
我们提出了一种双波长傅里叶ptychographic形貌测量（FPT）方法，扩展了单波长 FPT 的 λ/2 高度范围限制。通过在两个照明波长下重建复场并利用其相位差，该方法实现了有效的合成波长 λ_s 和 λ_s/2 的无模糊范围，同时不降低横向分辨率。一种抗噪声的包裹数搜索用于选择逐像素整数对 (k1, k2)，而具有圆形 TV 正则化和软边界的全局优化提高了稳定性并保持了高度不连续性。该方法通过基于严格散射模型的模拟和结构化硅样品实验进行了验证，证明了在单波长 FPT 表现出相位包裹的区域内实现精确的高度恢复。我们分析了 FPT 前向模型的限制，并确定了纵横比（AR）和相位调制传递函数（ph-MTF）作为重建保真度的关键预测因子。模拟和实验表明，将 AR 增加到实际阈值以上会导致高频相位传递丢失并使双波长解包裹不稳定。在此 AR 范围内，双波长 FPT 提供了适用于半导体和工业计量的鲁棒、高分辨率形貌测量。
引用
@article{arxiv.2512.08883,
title = {Dual-wavelength Fourier Ptychographic Topography},
author = {Yi Shen and Tongyu Li and Hao Wang and Jinyong Kim and Hojun Lee and Wookrae Kim and Jonghyeok Park and Junho Shin and Seungbeam Park and Lei Tian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.08883},
year = {2025}
}