發(fā)布時間：2020-09-10 17:48

　　 為了設(shè)計一種形貌與邊緣復(fù)合測量系統(tǒng),能夠兼具形貌、邊緣、階高等多種測量功能,本文主要完成了如下幾項工作:1、設(shè)計并搭建了基于干涉原理的光路系統(tǒng)。利用Linnik型相移顯微干涉測量原理對微觀表面形貌三維重建,使用五步相移法提取相位,Goldstein算法展開相位。2、設(shè)計了以藍光DVD光學(xué)讀取頭為核心的共焦光路系統(tǒng)。通過標定讀取頭輸出的聚焦誤差信號(FES)測量階高,通過判斷FES大小輔助調(diào)節(jié)探頭位置;利用求和信號(SS)建立邊緣檢測模型,設(shè)立適當閾值確定邊緣位置。3、利用光強反饋調(diào)節(jié)原理,設(shè)計并制作半導(dǎo)體激光器自動功率控制(APC)電路。根據(jù)讀取頭輸出信號特點,設(shè)計并制作四象限傳感器信號處理電路。4、設(shè)計并制作了基于壓電陶瓷管(PZT)和鈹青銅片的移相器。選取PZT最佳線性區(qū)間,通過標定移相器電壓位移關(guān)系,帶動參考鏡精準相移。5、在恒溫系統(tǒng)(20±0.2℃)、隔振實驗條件下進行相關(guān)實驗。測量4mm和6mm階高,標準差分別為44 nm和53 nm;對階高塊寬度和微孔直徑測量,標準差分別為88 nm和49 nm。對標準柵格、光學(xué)平面鏡和鋼球的表面形貌進行了測量,并能夠重建其三維形貌。最后對探頭系統(tǒng)進行了誤差分析。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH74
【部分圖文】：

線性區(qū)間測量階高，通過更換物鏡數(shù)值孔徑可擴大測量范圍。同時，該探頭系統(tǒng)具有測量重復(fù)性好、測量速度快和成本低等優(yōu)點。1.2 研究現(xiàn)狀非接觸式的測量方法有很多，比較常見的如激光三角測量法，測量范圍較大且對待測表面要求不高[11]；白光干涉測量技術(shù)，由于使用非相干光源，此技術(shù)需要設(shè)計微調(diào)裝置，可重建物體表面形貌[12]；共焦顯微測量技術(shù)，主要結(jié)構(gòu)由共軛成像系統(tǒng)組成，當被測器件表面與探測表面位置共軛時，打在探測器上的光點最小、能量最大，此技術(shù)在生物測量領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用[13][14]；全息干涉測量技術(shù)，它對被測器件的工作環(huán)境，如負載、溫度和壓力等沒有嚴格限制，具有較高的檢測精度和靈敏度[15]；散斑干涉法，激光照射在粗糙表面發(fā)生折射，形成亮斑與暗斑，通稱為散斑，分析這些散斑就可以檢測出被測器件表面各點的位移[16]。針對不同的測量場合和測量需求，應(yīng)選用合適的測量方法以達到測量目的。下面主要介紹非接觸式探頭和儀器在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。

圖 1.2 利用駐波干涉模型測量原理圖2 The standing wave interference model measurement principle 在上面的基礎(chǔ)上，日本 Yasuhiro Takaya 等人為了測量了基于駐波模型的光學(xué)干涉測量技術(shù)，激光捕獲的散形成駐波干涉模型[18]。使用的 8 m 測球處于動態(tài)平衡換為微球的往復(fù)運動。并通過高精度光滑表面的輪廓可行性，測量分辨力優(yōu)于 10 nm，最大可測量范圍 2。

圖 1.2 利用駐波干涉模型測量原理圖1.2 The standing wave interference model measurement principle di，在上面的基礎(chǔ)上，日本 Yasuhiro Takaya 等人為了測量出了基于駐波模型的光學(xué)干涉測量技術(shù)，激光捕獲的散可形成駐波干涉模型[18]。使用的 8 m 測球處于動態(tài)平衡轉(zhuǎn)換為微球的往復(fù)運動。并通過高精度光滑表面的輪廓其可行性，測量分辨力優(yōu)于 10 nm，最大可測量范圍 250。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

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本文編號：2816117