精密三维显微测量广泛用于光学元件、半导体芯片、磨具磨粒、超材料表面和微机电系统中。已有精密三维测量方法包括三坐标仪、白光干涉仪、激光扫描共聚焦、原子力显微镜、电子显微镜等，普遍存在不能兼顾横向XY、纵向Z、时间T等四个维度的高分辨，更难以实现超精密测量。《超精密三维显微原理与仪器》是2020年12月中国工程院发布的《全球工程前沿2020》报告中所列的全球亟待解决的工程研究前沿问题。 为此，我们研究了“并行共聚焦结构光超分辨三维成像测量方法（Differential array-confocal structured illumination microscopy，简称DAC-SIM 3D）”是实现超精密三维显微成像测量的新原理，理论分析证明该发明兼具共聚焦轴向Z层析能力、差动信号处理纳米精度分析方法、结构光照明XY超分辨成像方法优点。实测横向分辨率达到173nm、轴向定位精度10nm的XYZ三维超衍射极限分辨能力，3D测量速度高于20百万点/秒超快速度。所研究的DAC-SIM 3D可以实现XYZ三维超衍射极限成像分辨能力及精度和智能制造生产线所需动态原位成像监测速度。 |
