基于DMD共焦三维测量关键技术研究

发布时间：2024-03-21 04:20

　　近年来,共焦显微测量技术由于其高精度,高分辨率,并且具有对透明,半透明以及高光物体良好的测量能力,在半导体器件加工、微型器件表面检测、生物医学检测等领域得到了广泛的应用。高效的阵列式的并行共焦技术也成为科学家们研究的重点,并取得了一定的成果。现阶段,现有的共焦扫描方式,都是通过机械装置的辅助位移来对物体实现全方位的扫描,机械式的扫描不仅会给测量带来振动误差,并且扫描的时间往往也受限于机械的移动速度。本课题将数字微镜器件与共焦扫描技术相结合,利用数字微镜器件作为照明针孔阵列和探测针孔阵列,以实现阵列式的高效率并且灵活的并行扫描。本文“基于DMD共焦三维测量关键技术研究”主要围绕共焦显微测量技术,对将数字微镜器件与共聚焦技术的结合展开了一系列的研究,本文的主要完成工作如下:1)介绍了共焦技术的基本原理以及国内外的发展现状,阐述了现阶段各种共焦方法及其优劣性。2)提出了基于数字微镜器件的共焦测量结构,利用数字微镜器件代替传统的共焦的照明针孔和探测针孔,减小了针孔匹配问题带来的误差;另一方面,由于数字微镜器件具有像素级可控特性及其高速的翻转频率,单一平面内扫描仅仅需要通过电脑控制数字微镜器件图...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景、目的和意义
    1.2 国内外的研究现状以及分析
        1.2.1 国外共焦技术研究现状
        1.2.2 国内共焦技术研究现状
    1.3 课题目标以及本文研究内容
第2章 共焦技术原理及DMD用于共焦检测的可行性分析
    2.1 引言
    2.2 共焦技术原理
    2.3 并行共焦技术理论分析
    2.4 并行共焦技术的特性
        2.4.1 共焦系统横向分辨率和扫描范围
        2.4.2 共焦系统纵向分辨率和扫描范围
    2.5 数字微镜器件(DMD)
        2.5.1 数字微镜器件介绍
        2.5.2 DMD用于共焦测量系统可行性分析
        2.5.3 DMD用于共焦测量优点分析
    2.6 小结
第3章 基于DMD的并行共焦检测系统
    3.1 引言
    3.2 基于DMD的并行共焦检测系统设计
    3.3 系统特性分析
        3.3.1 系统分辨率分析
        3.3.2 DMD空间光调制模型
    3.4 系统误差分析
    3.5 成像端镜头的设计与验证
    3.6 投影镜头的设计与比较
        3.6.1 望远光路投影系统
        3.6.2 工业镜头投影系统
    3.7 基于DMD的共焦测量系统的搭建
    3.8 系统图像采集
    3.9 小结
第4章 DMD扫描阵列
    4.1 引言
    4.2 点阵列式扫描
        4.2.1 两种点阵列扫描方法
        4.2.2 阵列点的大小和间距和系统纵向响应曲线的关系
    4.3 多线阵列式扫描
        4.3.1 多线阵列式扫描原理
        4.3.2 多线阵列式扫描纵向响应比较
    4.4 小结
第5章 基于DMD的并行共焦系统数据处理和重建拟合算法
    5.1 引言
    5.2 三维坐标的获取
        5.2.1 x-y坐标的获取
        5.2.2 x-y坐标中心点矫正
    5.3 z坐标的获取
        5.3.1 最大值搜索法
        5.3.2 拟合算法
        5.3.3 系统z坐标标定
    5.4 小结
第6章 实验结果及分析
    6.1 引言
    6.2 标准块的测量
        6.2.1 阶梯测量
        6.2.2 狭缝测量
    6.3 透明物体的测量
        6.3.1 玻璃的响应曲线
        6.3.2 微镜阵列的测量
    6.4 小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3933819