显微数字散斑技术研究与应用

【摘要】：随着微电子、表面工程、生物和医学材料的高速发展，应用和开发的结构和器件的特征尺寸越来越小，正确评价和研究这些结构和器件的热、力学性能需要借助基本的检测技术和检测平台，本文将数字散斑相关技术和显微技术相结合，进行显微数字散斑相关方法的研究。本文主要内容如下： 1、提出双CCD应变测量方法，并建立双长距CCD应变测量系统，使数字相关应变测量灵敏度由二十微应变提高到一微应变，为工程材料的力学性能测试提供了非接触、大变形、高精度和数字化的测量新技术。 2、详细讨论了数字散斑相关测量中噪声对相关测量精度的影响，将CCD噪声分为时间噪声和空间噪声，对噪声规律进行统计，并在此基础上提出时间平均法消除数字噪声的方法。 3、用环形LED冷光源代替传统斜入射光源，消除了附加热变形对显微数字相关测量的影响，大大提高显微相关测量精度，并将环形灯照明与传统斜入射进行比较，分析了环形灯照明场的光强分布及其对散斑灰度及形貌的影响。 4、设计适合显微成像条件下使用的自动控温系统，控温精度可达1度，利用该控温系统和显微成像系统完成0.8mm芯片焊点热变形测量。