本文選題：白光干涉儀 + 垂直掃描��； 參考：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：白光干涉輪廓儀具有非接觸、高精度特點(diǎn),尤其適合結(jié)構(gòu)性表面測(cè)量。針對(duì)諸如MEMS、微光學(xué)元件等結(jié)構(gòu)性表面水平和垂直大范圍測(cè)量需求,研究大范圍白光干涉光學(xué)輪廓儀,具有重要實(shí)用意義。本文設(shè)計(jì)大范圍白光干涉光學(xué)輪廓儀的垂直和水平掃描系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu),主要研究?jī)?nèi)容與成果包括:1.針對(duì)MEMS、微光學(xué)等結(jié)構(gòu)性表面微觀形貌測(cè)量需求,在分析白光干涉垂直掃描表面形貌測(cè)量原理基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了大范圍白光干涉光學(xué)輪廓儀的整體方案和系統(tǒng)架構(gòu)。2.設(shè)計(jì)了粗精兩級(jí)驅(qū)動(dòng)的大范圍高分辨垂直掃描定位系統(tǒng)。粗驅(qū)動(dòng)部分由步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠組成,垂直掃描范圍可達(dá)8mm,分辨率1μm。精驅(qū)動(dòng)部分由壓電陶瓷、柔性鉸鏈組成,掃描范圍大于20μm,分辨率1nm。并對(duì)柔性鉸鏈、角度調(diào)節(jié)裝置、儀器的固有頻率特性等進(jìn)行了ANSYS優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)。3.設(shè)計(jì)了一種大范圍共面水平掃描二維工作臺(tái),具有結(jié)構(gòu)緊湊,雙向運(yùn)動(dòng)關(guān)系裝調(diào)方便,保證良好的運(yùn)行平面度和掃描定位精度。4.設(shè)計(jì)了光柵干涉垂直掃描位移計(jì)量系統(tǒng),其結(jié)合光柵衍射偏振干涉,實(shí)現(xiàn)垂直掃描位移的大范圍、高分辨計(jì)量。5.在前述基礎(chǔ)上,建構(gòu)了大范圍白光干涉光學(xué)輪廓儀的垂直和水平掃描系統(tǒng),配合顯微干涉及圖像獲取與分析軟件系統(tǒng),進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)試,取得了良好的性能驗(yàn)證。
[Abstract]:White-light interferometer is non-contact, high-precision, especially suitable for structural surface measurement. It is of great practical significance to study a large range of white light interference optical profilometer to meet the needs of structural surface horizontal and vertical measurement such as MEMS and micro optical elements. In this paper, the mechanical structure of the vertical and horizontal scanning system of a wide range of white light interferometer optical profilometer is designed. The main research contents and achievements include: 1. Based on the analysis of the principle of white light interference vertical scanning surface topography measurement, the overall scheme and system architecture of a wide range of white light interferometer optical profilometer are designed to meet the needs of MEMS, low light microscopy and other structural microtopography measurement. A wide range of high resolution vertical scanning positioning system with two-stage drive is designed. The coarse drive part is composed of stepping motor and ball screw. The vertical scanning range is up to 8 mm and the resolution is 1 渭 m. The fine drive part is composed of piezoelectric ceramic, flexure hinge, scanning range more than 20 渭 m, resolution 1 nm. The ANSYS simulation design of the flexure hinge, the angle adjusting device and the natural frequency characteristic of the instrument is also carried out. A two dimensional horizontal scanning worktable with a wide range of coplanes is designed, which has compact structure, convenient installation of bidirectional motion relationship, and good running flatness and scanning positioning accuracy .4. A grating interferometric vertical scanning displacement measurement system is designed, which combines the grating diffraction polarization interference to achieve a wide range of vertical scanning displacement, high resolution measurement. On the basis of the above, the vertical and horizontal scanning system of a wide range of white light interferometer optical profilometer is constructed. The system is tested and good performance verification is obtained with the help of the software system of microscopic interference and image acquisition and analysis.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744.3

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本文編號(hào)：1799678