同步相移显微干涉表面形貌动态测量软件系统
发布时间：2021-07-05 19:40
动态表面形貌和结构测量,对于产品和样件表面质量评价、功能特性分析和功能质量保证,具有重要意义。本文围绕动态表面形貌与结构精密测量需求,结合光学干涉测量技术非接触、高精度的特点,研究棱镜分光同步相移动态表面显微干涉技术,主要研究棱镜分光同步相移产生的若干误差影响问题,提出解决算法并构建测量软件系统。针对空间同步相移干涉图的配准问题,提出了一种基于SURF算法和RANSAC算法相结合的位置配准方法。该方法通过对具有一定特征的干涉背景图配准,获得图像之间的变换关系,作用于相移干涉图,实现同步相移干涉图位置配准。不仅实现了棱镜分光光路干涉引起的同步相移干涉图平移变换配准,还校准了干涉图因光路引起的微小旋转误差,有效抑制了分光路干涉导致相移干涉图位置失准对测量精度的影响。针对相移干涉光强不均问题,提出了一种基于干涉方程的相移干涉光强校正算法。该算法通过测定参考光光斑间和测量光光斑间的光强比例系数,实现干涉光强的校正。仿真分析和实验测试的结果表明,该算法可以有效的消除相位恢复的波纹误差。针对同步相移干涉动态表面测量的加速问题,提出了基于CUDA的同步相移干涉图像变换算法和形貌重构算法的并行加速实现...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原子力探针
动态特性和机械参数的准确掌握，以及诸如 AFM 探针等基础元器件动态参数和力参数的准确获取等等，都提出了动态表面形貌与结构精密测量问题。图1-1 原子力探针 图1-2 微驱动器 图1-3 集成电路针对动态表面形貌与结构精密测量问题，目前研究成果还存在局限，主要表现在利用光学方法实现全场、非连续、任意动态状态表面高精度测量，尚存在困难。因此，以偏振光干涉测量原理为基础，研究同步相移显微干涉信息的瞬时抓取与快速解析基本原理和技术，实现大范围表面和结构非周期动态精密测量，构建测量系统，对于精密加工表面形貌与结构质量保证，MEMS、IC、薄膜、微器件动态特性、可靠性与制造工艺分析等都具有深远的意义。1.3 国内外研究现状1.3.1 动态表面形貌测量研究现状针对工况和普通实验环境下加工表面形貌与结构精密测量，IC、MEMS 功能器件和薄膜等科研样件的动态行为检测，AFM 探针等基础元件动态特性和机械参数的精确测试等等相关表面形貌和结构动态精密测量问题
动态特性和机械参数的准确掌握，以及诸如 AFM 探针等基础元器件动态参数和力参数的准确获取等等，都提出了动态表面形貌与结构精密测量问题。图1-1 原子力探针 图1-2 微驱动器 图1-3 集成电路针对动态表面形貌与结构精密测量问题，目前研究成果还存在局限，主要表现在利用光学方法实现全场、非连续、任意动态状态表面高精度测量，尚存在困难。因此，以偏振光干涉测量原理为基础，研究同步相移显微干涉信息的瞬时抓取与快速解析基本原理和技术，实现大范围表面和结构非周期动态精密测量，构建测量系统，对于精密加工表面形貌与结构质量保证，MEMS、IC、薄膜、微器件动态特性、可靠性与制造工艺分析等都具有深远的意义。1.3 国内外研究现状1.3.1 动态表面形貌测量研究现状针对工况和普通实验环境下加工表面形貌与结构精密测量，IC、MEMS 功能器件和薄膜等科研样件的动态行为检测，AFM 探针等基础元件动态特性和机械参数的精确测试等等相关表面形貌和结构动态精密测量问题
【参考文献】：
期刊论文
[1]动态干涉仪干涉图位置配准及移相误差校正[J]. 郑东晖,陈磊,李金鹏,朱文华,李建欣,韩志刚. 光学学报. 2016(02)
[2]基于SURF特征提取和FLANN搜索的图像匹配算法[J]. 冯亦东,孙跃. 图学学报. 2015(04)
[3]基于统计分析方法的同步移相干涉图位置配准[J]. 田枫,白福忠,吴亚琴,徐永祥,梅秀庄. 光学学报. 2014(06)
[4]基于SIFT和RANSAC的特征图像匹配方法[J]. 常青,张斌,邵金玲. 华东理工大学学报(自然科学版). 2012(06)
[5]基于CUDA的三维重建过程实时可视化方法（英文）[J]. 毕文元,陈志强,张丽,邢宇翔. CT理论与应用研究. 2010(02)
[6]同步相移干涉表面精密测量[J]. 刘晓军,王益民. 中国机械工程. 2009(18)
[7]磨削表面形貌及其加工工艺参数的关系[J]. 朱双霞,李玉平,周小平,黄国兵. 工具技术. 2008(04)
[8]同步移相干涉的测量性能[J]. 左芬,陈磊,徐晨. 中国激光. 2007(12)
[9]基于二维光栅分光的同步移相干涉测量技术[J]. 左芬,陈磊,徐春生. 光学学报. 2007(04)
[10]同步移相抗振光干涉测量技术研究进展[J]. 左芬,陈磊. 激光与光电子学进展. 2006(11)
博士论文
[1]动态干涉测试技术与应用研究[D]. 徐晨.南京理工大学 2009
[2]同步移相干涉测量的抗振技术研究[D]. 左芬.南京理工大学 2008
[3]用于微表面形貌检测的纳米级白光相移干涉研究及仪器化[D]. 张红霞.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于同步相移干涉的活体细胞高度测量方法研究及系统优化[D]. 李帅帅.北京理工大学 2015
[2]基于CUDA和OpenCV监控视频标记的算法优化及实现[D]. 杨永鑫.大连理工大学 2014
[3]基于CUDA的无人机影像快速并行处理算法研究[D]. 李德龙.北京建筑大学 2013
[4]基于CUDA的光学三维重构并行算法的研究[D]. 赵小敏.黑龙江科技学院 2012
[5]基于CUDA的并行图像处理性能优化[D]. 郭忠明.大连理工大学 2012
[6]CUDA在高性能计算中的应用[D]. 田力.浙江大学 2008
[7]基于ProActive的并行计算技术研究[D]. 董明刚.广西大学 2006
本文编号：3266700
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原子力探针
动态特性和机械参数的准确掌握，以及诸如 AFM 探针等基础元器件动态参数和力参数的准确获取等等，都提出了动态表面形貌与结构精密测量问题。图1-1 原子力探针 图1-2 微驱动器 图1-3 集成电路针对动态表面形貌与结构精密测量问题，目前研究成果还存在局限，主要表现在利用光学方法实现全场、非连续、任意动态状态表面高精度测量，尚存在困难。因此，以偏振光干涉测量原理为基础，研究同步相移显微干涉信息的瞬时抓取与快速解析基本原理和技术，实现大范围表面和结构非周期动态精密测量，构建测量系统，对于精密加工表面形貌与结构质量保证，MEMS、IC、薄膜、微器件动态特性、可靠性与制造工艺分析等都具有深远的意义。1.3 国内外研究现状1.3.1 动态表面形貌测量研究现状针对工况和普通实验环境下加工表面形貌与结构精密测量，IC、MEMS 功能器件和薄膜等科研样件的动态行为检测，AFM 探针等基础元件动态特性和机械参数的精确测试等等相关表面形貌和结构动态精密测量问题
动态特性和机械参数的准确掌握，以及诸如 AFM 探针等基础元器件动态参数和力参数的准确获取等等，都提出了动态表面形貌与结构精密测量问题。图1-1 原子力探针 图1-2 微驱动器 图1-3 集成电路针对动态表面形貌与结构精密测量问题，目前研究成果还存在局限，主要表现在利用光学方法实现全场、非连续、任意动态状态表面高精度测量，尚存在困难。因此，以偏振光干涉测量原理为基础，研究同步相移显微干涉信息的瞬时抓取与快速解析基本原理和技术，实现大范围表面和结构非周期动态精密测量，构建测量系统，对于精密加工表面形貌与结构质量保证，MEMS、IC、薄膜、微器件动态特性、可靠性与制造工艺分析等都具有深远的意义。1.3 国内外研究现状1.3.1 动态表面形貌测量研究现状针对工况和普通实验环境下加工表面形貌与结构精密测量，IC、MEMS 功能器件和薄膜等科研样件的动态行为检测，AFM 探针等基础元件动态特性和机械参数的精确测试等等相关表面形貌和结构动态精密测量问题
【参考文献】：
期刊论文
[1]动态干涉仪干涉图位置配准及移相误差校正[J]. 郑东晖,陈磊,李金鹏,朱文华,李建欣,韩志刚. 光学学报. 2016(02)
[2]基于SURF特征提取和FLANN搜索的图像匹配算法[J]. 冯亦东,孙跃. 图学学报. 2015(04)
[3]基于统计分析方法的同步移相干涉图位置配准[J]. 田枫,白福忠,吴亚琴,徐永祥,梅秀庄. 光学学报. 2014(06)
[4]基于SIFT和RANSAC的特征图像匹配方法[J]. 常青,张斌,邵金玲. 华东理工大学学报(自然科学版). 2012(06)
[5]基于CUDA的三维重建过程实时可视化方法（英文）[J]. 毕文元,陈志强,张丽,邢宇翔. CT理论与应用研究. 2010(02)
[6]同步相移干涉表面精密测量[J]. 刘晓军,王益民. 中国机械工程. 2009(18)
[7]磨削表面形貌及其加工工艺参数的关系[J]. 朱双霞,李玉平,周小平,黄国兵. 工具技术. 2008(04)
[8]同步移相干涉的测量性能[J]. 左芬,陈磊,徐晨. 中国激光. 2007(12)
[9]基于二维光栅分光的同步移相干涉测量技术[J]. 左芬,陈磊,徐春生. 光学学报. 2007(04)
[10]同步移相抗振光干涉测量技术研究进展[J]. 左芬,陈磊. 激光与光电子学进展. 2006(11)
博士论文
[1]动态干涉测试技术与应用研究[D]. 徐晨.南京理工大学 2009
[2]同步移相干涉测量的抗振技术研究[D]. 左芬.南京理工大学 2008
[3]用于微表面形貌检测的纳米级白光相移干涉研究及仪器化[D]. 张红霞.天津大学 2004
硕士论文
[1]基于同步相移干涉的活体细胞高度测量方法研究及系统优化[D]. 李帅帅.北京理工大学 2015
[2]基于CUDA和OpenCV监控视频标记的算法优化及实现[D]. 杨永鑫.大连理工大学 2014
[3]基于CUDA的无人机影像快速并行处理算法研究[D]. 李德龙.北京建筑大学 2013
[4]基于CUDA的光学三维重构并行算法的研究[D]. 赵小敏.黑龙江科技学院 2012
[5]基于CUDA的并行图像处理性能优化[D]. 郭忠明.大连理工大学 2012
[6]CUDA在高性能计算中的应用[D]. 田力.浙江大学 2008
[7]基于ProActive的并行计算技术研究[D]. 董明刚.广西大学 2006
本文编号：3266700
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