基于白光干涉原理的三维微表面形貌测量技术研究

发布时间：2017-03-30 23:24

  本文关键词：基于白光干涉原理的三维微表面形貌测量技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 为满足微机电系统(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)产业化及实验研究对表面形貌测量工具的需求,本文对垂直扫描白光干涉技术做了深入的研究,设计开发了一套基于Linnik干涉结构的扫描白光干涉三维表面形貌测量系统,具有长工作距离、快速、非接触及三维全场测量等特点,主要工作如下: 基于一种新颖的LED准直方法,设计了一套扫描白光干涉表面形貌测量系统。研究了光源相干长度、光学系统分辨率及CCD分辨率。 研究了目前白光干涉测量中的主要算法,重点研究了相移算法和基于采样定理的平方包络函数估计(SEST, Square-envelop function Estimation by Sampling Theory)快速处理算法。提出了在SEST算法中应用循环缓冲器定位相干区域的方法,进一步减少了数据存储量及计算量,提高了测量速度。对上述两种算法做了仿真研究,结果表明,光源的频谱宽度对相移算法和SEST算法的精度影响较大,同等条件下相移算法精度比SEST算法高,但是由于相移算法的采用间隔小,故测量速度比较慢。 开发了一套扫描白光干涉三维表面形貌测量系统,可工作在相移干涉模式(PSI, Phase-Shift Interferometry)和垂直扫描干涉模式(VSI, Vertical Scanning Interferometry)下。在基于面向对象技术的VC++6.0集成开发环境下完成了系统软件的设计开发,编程实现了三步相移、五步相移及SEST等测量算法。提出了一种有效地存储表面形貌测量结果的文件格式。对美国VEECO公司的标准台阶做了测量,比较了不同处理算法下的测量结果,结果表明系统具有良好的可操作性和较高的测量精度。
【关键词】：白光干涉 三维微表面形貌 SEST算法 MEMS 相移算法
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 课题来源7
• 1.2 选题背景及意义7-9
• 1.3 微表面形貌测量原理与方法9-12
• 1.4 本文的主要研究内容12-13
• 2 扫描白光干涉技术原理及系统设计13-26
• 2.1 白光干涉仪光路结构类型分析13-16
• 2.2 扫描白光干涉技术原理16-20
• 2.3 表面形貌测量系统总体设计及分析20-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 白光干涉处理算法及仿真研究26-41
• 3.1 常用处理算法26-30
• 3.2 SEST 算法30-34
• 3.3 仿真研究34-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 实验系统及性能测试分析41-54
• 4.1 系统硬件实现41-42
• 4.2 系统软件设计42-44
• 4.3 系统性能测试44-51
• 4.4 系统误差分析51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 总结与展望54-56
• 5.1 全文总结54-55
• 5.2 展望55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 刘君;基于白光干涉技术的膜材料应变行为测试方法研究[D];中北大学;2011年

2 刘毅;基于红外白光干涉技术的MEMS器件形貌测试方法研究[D];中北大学;2010年

3 马森;基于光线扫描的纳米表面三维干涉测量系统[D];北京交通大学;2012年

4 卓友望;单晶硅微锥塔结构表面的磨削精度评价[D];华南理工大学;2012年

5 申路;基于白光干涉原理的MEMS三维表面形貌测量技术研究[D];华南理工大学;2012年

  本文关键词：基于白光干涉原理的三维微表面形貌测量技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：278353