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《天津大学》 2010年
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基于双波长干涉的微表面形貌测量的算法和实验研究

石凤  
【摘要】:随着微细加工技术的不断发展进步和微电路、微光学元件、微机械等微表面的不断出现,对微表面三维形貌测量技术也提出了更高的要求,迫切需要微表面三维形貌测量的技术。在众多微表面形貌测量方法中,相移干涉法以其高精度和非接触的优点,得到了广泛的应用。本文在相移干涉法基础上,提出了一种双波长干涉测量方法,该方法可以直接得到真实相位分布,不需要解包裹的过程。用双波长干涉测量重建微表面形貌的算法和实验是本文研究的关键。围绕这一主要内容,所做的主要工作如下: 1.从干涉的基本原理出发,对相移干涉的基本理论进行了研究,在此基础上提出了一种利用双波长干涉的微表面形貌检测方法。研究了双波长干涉的相位提取算法,其关键是初始点的相位计算和判别。该方法不需要解包裹的过程,同时也避免了由相移器引入的附加误差。 2.用软件模拟了基于双波长干涉进行微表面检测的过程。首先建立理想三维物体模型,基于双波长干涉理论制作干涉图,利用本文提出的相位提取算法获取相位的真实值,获得了表面形貌。并且在干涉图上加入不同程度的高斯噪声和椒盐噪声,来评估相位提取算法的可行性和鲁棒性。 3.设计了基于双波长干涉重建物体表面形貌的系统。根据系统的要求,分别给出了针孔滤波系统,扩束准直系统,干涉系统和数据接收系统的参数。 4.搭建了基于双波长干涉重建物体表面形貌的实验系统,分别以平面反射镜和凹面反射镜为被测物,利用两个不同波长的激光器获得了双波长干涉图,利用本文提出的相位提取算法,提取了被测物的真实相位,获得了微表面的三维形貌。从而从实验上证明了双波长干涉方法的可行性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O436.1

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