本文關(guān)鍵詞：部分相干干涉顯微鏡的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 部分相干 顯微干涉 色散 條紋對(duì)比度 Mirau

【摘要】：將部分相干光干涉技術(shù)與顯微成像技術(shù)相結(jié)合的部分相干干涉顯微鏡,在微觀表面形貌測(cè)量領(lǐng)域有著不可替代的作用,與單色激光干涉測(cè)量相比,它不僅能夠解決相位不確定性問(wèn)題,又能夠通過(guò)顯微放大對(duì)表面粗糙度進(jìn)行測(cè)量,與傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法相比,具有快速、非接觸、高精度等一系列優(yōu)點(diǎn),因此多年來(lái)一直受到廣泛的關(guān)注和研究。本論文從部分相干光干涉原理出發(fā),對(duì)常用的三種干涉顯微物鏡結(jié)構(gòu)形式展開(kāi)討論,給出了三種顯微干涉模型的光強(qiáng)表達(dá)式以及詳細(xì)推導(dǎo)過(guò)程。圍繞干涉顯微鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開(kāi)詳細(xì)論述,針對(duì)成像光路、照明光路以及光強(qiáng)匹配三個(gè)方面分別提出了設(shè)計(jì)要求及解決方案,主要包括顯微系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選取、干涉顯微物鏡結(jié)構(gòu)形式的選擇、鏡頭的光學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)和像質(zhì)評(píng)價(jià)、照明方式的選擇與設(shè)計(jì)、以及光強(qiáng)匹配問(wèn)題的考慮等幾個(gè)方面內(nèi)容。本文還針對(duì)干涉顯微鏡中的色散問(wèn)題進(jìn)行了研究,論述了色散的產(chǎn)生原因及其可能對(duì)干涉條紋造成的影響,并將數(shù)值孔徑的因素納入考慮,通過(guò)在顯微干涉模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了存在色散情況下的干涉光強(qiáng)表達(dá)式,并通過(guò)仿真結(jié)果論證了色散對(duì)于不同數(shù)值孔徑的干涉條紋將產(chǎn)生不同程度的影響。最后對(duì)實(shí)際測(cè)量系統(tǒng)中條紋對(duì)比度較差的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并測(cè)量了系統(tǒng)的殘余像差以及分光平板的表面面型,論述了殘余像差對(duì)干涉條紋產(chǎn)生的影響。
【關(guān)鍵詞】：部分相干 顯微干涉 色散 條紋對(duì)比度 Mirau
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH742
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 微觀表面形貌測(cè)量的研究背景7
• 1.2 微觀表面形貌測(cè)量的方法7-11
• 1.2.1 微觀表面形貌測(cè)量的非光學(xué)檢測(cè)方法7-8
• 1.2.2 微觀表面形貌測(cè)量的光學(xué)檢測(cè)方法8-11
• 1.3 干涉顯微鏡的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容12
• 1.5 課題來(lái)源12-13
• 2 部分相干干涉顯微的基本理論13-24
• 2.1 部分相干干涉顯微的測(cè)量原理13-14
• 2.2 干涉顯微物鏡的三種結(jié)構(gòu)14-16
• 2.2.1 Michelson15
• 2.2.2 Mirau15
• 2.2.3 Linnik15-16
• 2.3 干涉顯微系統(tǒng)的響應(yīng)模型16-23
• 2.3.1 點(diǎn)光源17-19
• 2.3.2 單色擴(kuò)展光源19-20
• 2.3.3 一般情況20-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 Mirau型干涉顯微鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-40
• 3.1 干涉顯微鏡的成像光路設(shè)計(jì)24-36
• 3.1.1 顯微系統(tǒng)的兩種光路結(jié)構(gòu)24-26
• 3.1.2 鏡筒透鏡的設(shè)計(jì)26-28
• 3.1.3 Mirau型干涉顯微物鏡的設(shè)計(jì)28-36
• 3.2 干涉顯微鏡的照明光路設(shè)計(jì)36-38
• 3.3 光強(qiáng)匹配38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 Mirau型干涉顯微鏡中的色散及仿真分析40-48
• 4.1 干涉顯微鏡中的色散40-42
• 4.2 色散仿真及結(jié)果分析42-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 5 Mirau型干涉顯微鏡的實(shí)驗(yàn)研究48-54
• 5.1 橫向分辨率48
• 5.2 垂直分辨率48-49
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)物圖及測(cè)量分析49-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 6 總結(jié)與展望54-55
• 6.1 全文總結(jié)54
• 6.2 工作的不足與展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 附錄59

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：669298