移相解算共焦系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與實驗技術研究.pdf

1、共焦檢測技術是一種用于微米及亞微米尺度測量的三維光學顯微技術。由于共焦檢測技術具有測量范圍大、不損傷測量表面、可直接測量臺階高度、高軸向分辨率和橫向分辨率等優(yōu)點，因此被廣泛用于材料學、微電子學、光學及生物工程領域的三維微尺度結構測量。
　　但是，隨著微光學元件線寬寫入精度不斷提高、臺階高度不斷增大以及多樣化材料基底元件的廣泛應用，傳統(tǒng)共焦檢測技術無法滿足其制造質量檢測需求。在傳統(tǒng)共焦基礎上引入移相干涉技術，設計出移相解算共焦檢測裝

2、置，實現(xiàn)可兼顧三維高分辨、大量程及抗擾動的共焦檢測。
　　本課題在分析移相解算共焦檢測原理基礎之上，對其相位提取算法、理論模型解算方法以及數(shù)據(jù)采集處理技術進行深入的研究，對實現(xiàn)移相解算共焦檢測具有十分重要的作用。本論文主要研究內容如下：
　　深入分析移相解算共焦的特性及其影響因素，修正離焦量解算模型；結合實際的實驗條件，設計移相解算共焦總體方案，包括合理選擇激光器光源、針孔、微位移臺和設計光電轉換電路。使得實驗裝置穩(wěn)定性好，

3、光電轉換精度高。
　　分析相位提取算法的最佳采樣方式和相位提取中誤差因素的影響，結合相位提取算法的計算精度及系統(tǒng)結構的穩(wěn)定性，提出了四步平均移相算法。利用滿周期等間隔采樣、抑制線性相移誤差和誤差平均效果，減小了相位提取誤差，提高相位求解精度。
　　針對采集數(shù)據(jù)的特點，采用排序均值的濾波方法，按照數(shù)學模型，運用二分法求解出離焦量；完成計算機程序設計，包括采集卡驅動程序設計、驅動器的控制程序、相位和離焦量解算程序，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動