基于白光干涉原理的三維微表面形貌測量技術(shù)研究.pdf

1、為滿足微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)產(chǎn)業(yè)化及實(shí)驗(yàn)研究對(duì)表面形貌測量工具的需求，本文對(duì)垂直掃描白光干涉技術(shù)做了深入的研究，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于Linnik干涉結(jié)構(gòu)的掃描白光干涉三維表面形貌測量系統(tǒng)，具有長工作距離、快速、非接觸及三維全場測量等特點(diǎn)，主要工作如下：
　　 基于一種新穎的LED準(zhǔn)直方法，設(shè)計(jì)了一套掃描白光干涉表面形貌測量系統(tǒng)。研究了光源相干長度、光學(xué)系統(tǒng)分辨率及CC

2、D分辨率。
　　 研究了目前白光干涉測量中的主要算法，重點(diǎn)研究了相移算法和基于采樣定理的平方包絡(luò)函數(shù)估計(jì)(SEST，Square-envelop function Estimation by Sampling Theory)快速處理算法。提出了在SEST算法中應(yīng)用循環(huán)緩沖器定位相干區(qū)域的方法，進(jìn)一步減少了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量及計(jì)算量，提高了測量速度。對(duì)上述兩種算法做了仿真研究，結(jié)果表明，光源的頻譜寬度對(duì)相移算法和SEST算法的精度影響較大

3、，同等條件下相移算法精度比SEST算法高，但是由于相移算法的采用間隔小，故測量速度比較慢。
　　 開發(fā)了一套掃描白光干涉三維表面形貌測量系統(tǒng)，可工作在相移干涉模式(PSI，Phase-Shift Interferometry)和垂直掃描干涉模式(VSI，Vertical Scanning Interferometry)下。在基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的VC++6.0集成開發(fā)環(huán)境下完成了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)，編程實(shí)現(xiàn)了三步相移、五步相移及SE