發(fā)布時(shí)間：2020-06-17 04:08

【摘要】：隨著科技的不斷進(jìn)步,電子產(chǎn)品朝著高集成化和高性能的方向發(fā)展,產(chǎn)品的零件體積不斷縮小,市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品精密檢測(cè)技術(shù)的需求越來越大。因此,研究和探討檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化和儀器化設(shè)計(jì),具有較好的應(yīng)用和發(fā)展前景。本文在綜述國內(nèi)外光學(xué)表面檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,提出了一種集成化的雙頻激光外差干涉掃描檢測(cè)系統(tǒng),它包括集成化的雙頻激光外差干涉模塊、三維掃描位移臺(tái)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。其中雙頻激光外差干涉模塊集成化設(shè)計(jì),可使光學(xué)器件占用空間大大縮小并且整體可隨意移動(dòng),保證在減小自由度的情況下光學(xué)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以很好的對(duì)光路進(jìn)行準(zhǔn)直性調(diào)節(jié)。對(duì)雙頻激光外差干涉模塊進(jìn)行了集成設(shè)計(jì)。模塊集成設(shè)計(jì)過程中要保證鏡片角度的調(diào)節(jié)是平滑的,本文中使用彈簧—螺桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鏡片角度的連續(xù)調(diào)節(jié),確保光路的準(zhǔn)直性。利用瓊斯矩陣對(duì)光學(xué)集成器件的混頻誤差進(jìn)行分析,并對(duì)光學(xué)集成系統(tǒng)中器件誤差影響進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了PBS的反射系數(shù)比r、透射系數(shù)比t和1/4波片的快軸與x軸夾角?_q對(duì)混頻誤差的影響,結(jié)果表明光學(xué)集成系統(tǒng)的最大混頻誤差為0.68nm。對(duì)光學(xué)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)自檢光路實(shí)驗(yàn),并分別對(duì)光學(xué)集成系統(tǒng)和未集成的原光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)量穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明在相同的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)位移漂移量分別為1.47nm和1.51nm,兩者結(jié)果基本一致,表明光學(xué)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)是可行的。同時(shí),由于整個(gè)模塊集成,在有多套檢測(cè)模塊的情況下能夠快速切換,并且減小了占用空間,實(shí)現(xiàn)了分立元件集成化的目的。
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN24
【圖文】：

（a）AFM （b）STM圖1-1 AFM原子力顯微鏡和STM納米級(jí)輪廓儀1.2.1 接觸式表面檢測(cè)方法觸針法是一種接觸式測(cè)量，是最早用于表面輪廓測(cè)量的一種方法，利用盡可能小而細(xì)的觸針來“試探”被測(cè)表面[15]，探針在測(cè)量裝置的驅(qū)動(dòng)下（或者樣品被驅(qū)動(dòng)）不斷與樣品表面進(jìn)行接觸，而樣品表面的形貌特征會(huì)對(duì)探針的位置造成影響，通過監(jiān)測(cè)這些微小的位移來還原樣品的表面形貌。理想情況下，探針本身的尺寸越小，得到的測(cè)量結(jié)果就越精密但由于這種方法是接觸式測(cè)量，被測(cè)表面無法避免的會(huì)被探針刮傷、劃傷，不僅破壞了樣品表面，也影響了測(cè)量結(jié)果，在超精密檢測(cè)領(lǐng)域中觸針式表面檢測(cè)法的缺點(diǎn)比較明顯[16AFM有多種檢測(cè)方式，其中一種是接觸式檢測(cè)：AFM的微小探針固定在一個(gè)連接著掃描器的懸臂上，令掃描器控制探針進(jìn)行逐點(diǎn)掃描。樣品表面的起伏會(huì)改變樣品表面與探針之間的距離，從而造成兩者之間相互作用力的改變，所以只要檢測(cè)懸臂的變化就可以得到樣品的表面形貌。懸臂的振幅改變和形變通過光杠桿原理來進(jìn)行檢測(cè)：令一束激光照射在懸臂頂端，懸臂的微小變化會(huì)導(dǎo)致光斑的位置改變，再利用光電探測(cè)器(PD)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，

下圖為quick sample軟件的工作界面。圖2-5 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集軟件2.3.2 相位測(cè)量原理相位測(cè)量將使用下面圖 2-6 所示的差動(dòng)數(shù)字鑒相工作波形。原本正弦型參考信號(hào)和測(cè)量信號(hào)經(jīng)過濾波整形后為方波信號(hào)，二者通過鑒相形成同相脈沖計(jì)數(shù)值N 和反相脈沖計(jì)數(shù)值 N ，N 由正邏輯鑒相得到， N 來自負(fù)邏輯鑒相。顯然，N 和 N 分別對(duì)應(yīng)相位差 和360 （設(shè)N 和 N 為一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的計(jì)數(shù)值）：)360(1360 sCLKsCLKffNffN（2.3）式中CLKf 為高頻時(shí)鐘頻率， fs為信號(hào)頻率，從上式可得到：180 180N NN N （2

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：2717050