本文關(guān)鍵詞：白光干涉術(shù)的測(cè)量系統(tǒng)與處理算法的研究

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【摘要】：超精密加工與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)微納米測(cè)量技術(shù)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)頭測(cè)量效率較低,對(duì)越來越復(fù)雜的表面形貌結(jié)構(gòu)難以探測(cè)且容易劃傷表面。本文以白光干涉術(shù)為基本原理,設(shè)計(jì)完成一整套白光干涉測(cè)量儀并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試及溯源性分析。具體工作總結(jié)如下:1.設(shè)計(jì)并搭建了白光干涉系統(tǒng),其中包括機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)、光學(xué)干涉模塊、圖像采集模塊、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)等。編寫了實(shí)驗(yàn)測(cè)試上位機(jī)軟件,完善了人機(jī)交互軟件。2.對(duì)白光干涉術(shù)的算法進(jìn)行了研究。本文研究了時(shí)域算法,包括插值法、重心法;頻域算法,包括傅立葉算法、空間頻域法以及白光相移算法。并對(duì)各種算法給出了詳細(xì)的理論推導(dǎo),得出每種算法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用特點(diǎn)。3.對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量性能及精確度進(jìn)行了評(píng)估,實(shí)驗(yàn)說明該系統(tǒng)具有較好的測(cè)量重復(fù)性和穩(wěn)定性。與納米測(cè)量機(jī)進(jìn)行了比對(duì)實(shí)驗(yàn),針對(duì)比對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)估,并通過納米標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),納米標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階樣板,完成了對(duì)該系統(tǒng)測(cè)量的溯源性分析。4.針對(duì)大尺寸高臺(tái)階的樣品,提出了變速掃描的方案。該方法能夠大大縮短掃描時(shí)間,提升掃描效率,同時(shí)減少長時(shí)間掃描過程中人為或環(huán)境因素帶來的影響。該掃描方式包括兩種,預(yù)定義模式和自動(dòng)對(duì)焦模式,預(yù)定義模式在掃描前需設(shè)定掃描的步距和上、下表面的掃描范圍;自動(dòng)對(duì)焦模式,根據(jù)自對(duì)焦函數(shù)自動(dòng)搜索臺(tái)階上、下表面的位置。僅提取有用的上、下表面干涉信息,中間離焦部分快速通過,大大增加了實(shí)驗(yàn)的效率和精度。
【關(guān)鍵詞】：白光干涉術(shù) 微納米測(cè)量系統(tǒng) 納米標(biāo)準(zhǔn)樣板 算法
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 1 緒論13-24
• 1.1 課題研究的背景和意義13-14
• 1.2 超精密器件測(cè)量方法14-22
• 1.2.1 機(jī)械觸針法14-15
• 1.2.2 掃描隧道顯微法15-17
• 1.2.3 原子力顯微法17-19
• 1.2.4 激光聚焦法19-21
• 1.2.5 顯微干涉法21-22
• 1.3 課題主要研究的內(nèi)容22-24
• 2 白光干涉信號(hào)處理算法24-42
• 2.1 白光干涉信號(hào)光路24-26
• 2.2 白光干涉信號(hào)處理算法26-41
• 2.2.1 白光干涉信號(hào)的數(shù)學(xué)模型27-29
• 2.2.2 插值法29
• 2.2.3 重心法29-30
• 2.2.4 傅立葉變換法30-32
• 2.2.5 空間頻域法32-36
• 2.2.6 白光相移干涉法36-40
• 2.2.7 各種算法比較40-41
• 2.3 本章小結(jié)41-42
• 3 白光干涉測(cè)量系統(tǒng)42-54
• 3.1 系統(tǒng)的硬件部分42-47
• 3.1.1 機(jī)械支撐及運(yùn)動(dòng)部分42-44
• 3.1.2 照明光源部分44-45
• 3.1.3 光學(xué)干涉部分45-46
• 3.1.4 圖樣采集部分46-47
• 3.2 系統(tǒng)的軟件部分47-49
• 3.3 系統(tǒng)測(cè)試49-53
• 3.3.1 白光光源中心波長的標(biāo)定49
• 3.3.2 PZT步距的標(biāo)定49-50
• 3.3.3 系統(tǒng)的橫向測(cè)量范圍50
• 3.3.4 系統(tǒng)的縱向測(cè)量范圍50-52
• 3.3.5 系統(tǒng)的橫向分辨率52
• 3.3.6 系統(tǒng)的垂直分辨率52-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析54-70
• 4.1 標(biāo)準(zhǔn)樣板的測(cè)量54-60
• 4.1.1 重復(fù)性及穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)54-55
• 4.1.2 不確定度分析55-57
• 4.1.3 比對(duì)實(shí)驗(yàn)57-60
• 4.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果60-66
• 4.2.1 圖像預(yù)處理60-63
• 4.2.2 利用白光干涉系統(tǒng)測(cè)量不同形貌尺寸的樣品63-66
• 4.3 大尺寸測(cè)量方法66-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 5 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 工作總結(jié)70-71
• 5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)71
• 5.3 工作展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 作者簡歷76

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1 朱正德;;以更實(shí)用、可行的模式在汽車制造業(yè)中執(zhí)行測(cè)量系統(tǒng)分析[J];汽車與配件;2011年19期

2 徐如;秦會(huì)斌;鄭梁;;基于探針臺(tái)的測(cè)量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J];機(jī)電工程;2011年12期

3 高忠華;彭東林;;直線時(shí)柵測(cè)量系統(tǒng)的誤差研究[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2013年01期

4 徐國光;;確定測(cè)量系統(tǒng)精度的計(jì)算與圖表法[J];計(jì)量技術(shù);1982年06期

5 李書富，孟超;微孔測(cè)量系統(tǒng)[J];中國儀器儀表;1995年05期

6 關(guān)惠虹;;光纖饋入集成測(cè)量系統(tǒng)[J];寧夏電力;2000年S1期

7 張堅(jiān);直流風(fēng)扇的多兼容測(cè)速方法及用測(cè)量系統(tǒng)分析驗(yàn)證[J];電機(jī)電器技術(shù);2001年03期

8 秦政琪,王巍,鄒愛麗,曲文成;計(jì)算機(jī)輔助電子經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)在飛機(jī)制造中的應(yīng)用[J];沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2003年02期

9 Newall Ltd.;精確的測(cè)量系統(tǒng)[J];現(xiàn)代制造;2004年25期

10 張向陽,顧雷雨,孟卯生,楊蘇杭;解決爆炸和測(cè)量系統(tǒng)觸發(fā)同步的一種方法[J];計(jì)量與測(cè)試技術(shù);2005年04期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣嬋娟;;淺議如何更準(zhǔn)確有效地對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析[A];2007年度中國航空學(xué)會(huì)計(jì)量技術(shù)專業(yè)委員會(huì)計(jì)量與質(zhì)量專題學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

2 張劍;;紙張水分測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型[A];1996中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1996年

3 華陳權(quán);;張力測(cè)量系統(tǒng)的研制[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第五屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

4 徐喜慶;梁雪;陳靈華;趙淑霞;趙俊文;;碎屑巖顆粒分布測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 劉鋒;李躍波;;常規(guī)爆炸工程效應(yīng)試驗(yàn)中測(cè)量系統(tǒng)的選擇及使用[A];第二屆全國爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2002年

6 張小虎;周翔;周劍;尚洋;于起峰;;結(jié)構(gòu)位移攝像測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

7 夏定純;秦肖臻;;模式剪移動(dòng)位置精確測(cè)量系統(tǒng)[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第五屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

8 蘇占強(qiáng);何輔云;朱娟花;;多探頭連續(xù)管材壁厚的高速測(cè)量系統(tǒng)[A];全國第16屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

9 張?zhí)m;;測(cè)量系統(tǒng)不確定度分析及其動(dòng)態(tài)性研究[A];武漢市第二屆學(xué)術(shù)年會(huì)、通信學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

10 晁博;劉信信;;秦山二期擴(kuò)建工程棒位測(cè)量系統(tǒng)調(diào)試[A];中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷）——中國核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第3冊(cè)（核能動(dòng)力分卷（下））[C];2011年

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1 通訊員 姜麗麗;試飛院建成航跡測(cè)量系統(tǒng)[N];中國航空?qǐng)?bào);2000年

2 秦?zé)?構(gòu)建下一代測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)[N];中國電子報(bào);2008年

3 吳玉華;車載激光建模測(cè)量系統(tǒng)助力四川測(cè)繪[N];中國測(cè)繪報(bào);2013年

4 記者 谷學(xué)濤　通訊員 鄧斌 高林;首次市場(chǎng)化應(yīng)用喜迎開門紅[N];中國石油報(bào);2012年

5 孫宏;一種新型無線鋼水測(cè)量系統(tǒng)的試驗(yàn)與應(yīng)用[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2012年

6 ;京誠鼎宇自主研發(fā)中厚板平面板形測(cè)量系統(tǒng)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2013年

7 記者 吳寶成;車載激光建模測(cè)量系統(tǒng)通過專家鑒定[N];中國測(cè)繪報(bào);2011年

8 鐘;帶鋼卷取時(shí)的在線卷形測(cè)量[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2005年

9 鐘燕平　桂銀生 　;播種機(jī)性能檢驗(yàn)有了高新裝備　[N];中國花卉報(bào);2003年

10 王婭莉;我國納米測(cè)量技術(shù)和計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)研究達(dá)到國際先進(jìn)水平[N];中國質(zhì)量報(bào);2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 施亮星;計(jì)量型測(cè)量系統(tǒng)能力及其評(píng)價(jià)方法研究[D];天津大學(xué);2008年

2 蘇日建;信息測(cè)量系統(tǒng)及其若干問題的研究[D];華中科技大學(xué);2010年

3 吳小芳;計(jì)量值測(cè)量系統(tǒng)能力評(píng)價(jià)方法研究[D];天津大學(xué);2014年

4 謝少鋒;測(cè)量系統(tǒng)分析與動(dòng)態(tài)不確定度及其應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

5 趙燕;屬性值測(cè)量系統(tǒng)分析的方法研究與應(yīng)用[D];天津大學(xué);2010年

6 蔣敏蘭;測(cè)量系統(tǒng)精度損失溯源與預(yù)測(cè)模型研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

7 王省書;激光陀螺捷聯(lián)姿態(tài)路譜測(cè)量系統(tǒng)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

8 朱嘉;基于視覺與觸覺集成傳感的多坐標(biāo)組合測(cè)量系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2010年

9 馬雙寶;基于熵的信息測(cè)量系統(tǒng)建模方法研究[D];華中科技大學(xué);2013年

10 郭強(qiáng);平硐攝影成像測(cè)量系統(tǒng)的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2009年

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1 屠恒海;嵌入式光柵數(shù)顯測(cè)量系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2008年

2 王國強(qiáng);便攜式發(fā)射率測(cè)量系統(tǒng)的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 李高明;相干偏振矩陣測(cè)量系統(tǒng)的研制[D];福建師范大學(xué);2006年

4 周波;測(cè)量系統(tǒng)分析在質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用[D];華北電力大學(xué);2012年

5 劉穎;基于無線網(wǎng)絡(luò)的肌電測(cè)量系統(tǒng)的研究[D];燕山大學(xué);2013年

6 蘇振強(qiáng);諧振筒式微質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)的研究[D];廈門大學(xué);2009年

7 范樹海;智能化多功能偏振參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的研制和改進(jìn)[D];曲阜師范大學(xué);2002年

8 鄧建清;基于機(jī)器視覺的球面多孔位測(cè)量系統(tǒng)[D];四川大學(xué);2004年

9 孫愛東;縱向多極陣列電導(dǎo)式兩相流測(cè)量系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2006年

10 邢靜芳;基于濁度法的抗生素效價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的研發(fā)[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

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