基于相移顯微干涉和面內(nèi)補(bǔ)償?shù)腗EMS離面運(yùn)動(dòng)測(cè)試.pdf

1、MEMS動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)是MEMS測(cè)試技術(shù)的重要組成部分，是目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一。常用的MEMS動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)多基于光學(xué)干涉技術(shù)或激光多普勒技術(shù)，光學(xué)干涉技術(shù)中的頻閃成像技術(shù)有著測(cè)量范圍廣、測(cè)量精度高等突出優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用最為廣泛。相移顯微干涉技術(shù)是目前常用的MEMS器件離面運(yùn)動(dòng)測(cè)試技術(shù)，如何將其與頻閃成像技術(shù)結(jié)合，完成MEMS器件面內(nèi)和離而運(yùn)動(dòng)的一體化測(cè)試，是MEMS動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)發(fā)展過程中亟待解決的問題。
　　 本文結(jié)合頻閃成像技

2、術(shù)和相移顯微干涉技術(shù)，提出了利用相移干涉圖像得到亮場(chǎng)圖像的最優(yōu)化干涉相消技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了MEMS器件面內(nèi)和離面運(yùn)動(dòng)的一體化測(cè)量。本課題所做工作主要包括：
　　 1.通過分析MEMS動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，尤其是本國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究進(jìn)展，確立了課題的主要研究方向及研究?jī)?nèi)容。
　　 2.結(jié)合MEMS器件的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，通過對(duì)相移顯微干涉技術(shù)和塊匹配技術(shù)原理的分析，提出了基于相移顯微干涉技術(shù)的MEMS器件面內(nèi)和離面運(yùn)動(dòng)的一體化

3、測(cè)試方法，從而大大減少了二次測(cè)量誤差的引入。
　　 3.提出了應(yīng)用于MEMS器件面內(nèi)運(yùn)動(dòng)測(cè)試的最優(yōu)化干涉相消技術(shù)。該技術(shù)主要利用被測(cè)器件的相移干涉圖像得到亮場(chǎng)圖像，所有經(jīng)處理的圖像均基本滿足面內(nèi)測(cè)試要求，并使用MATLAB軟件完成了全部數(shù)據(jù)處理軟件部分的編寫。
　　 4.提出了應(yīng)用于MEMS器件離面運(yùn)動(dòng)測(cè)試的面內(nèi)補(bǔ)償方法。該方法用于在器件每個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)刻的圖像上找出其表面各點(diǎn)在視場(chǎng)中的對(duì)應(yīng)的空間位置，保證時(shí)間域相位展開的正確

4、性。
　　 5.對(duì)現(xiàn)有的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了完善。利用NI公司的PXI信號(hào)發(fā)生卡搭建了信號(hào)發(fā)生器及控制子系統(tǒng)的硬件部分，并使用LabVIEW軟件編寫了控制界面，能夠?qū)崿F(xiàn)波形參數(shù)的設(shè)定和信號(hào)間的精確同步。此外，還完成了光源驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與搭建。
　　 6.對(duì)提出的新算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。采用MEMS微諧振器作為被測(cè)器件，基于頻閃成像和相移顯微干涉技術(shù)，得到器件各個(gè)運(yùn)動(dòng)相位的干涉圖像，采用軟件算法對(duì)干涉圖像進(jìn)行計(jì)算，得到了微諧振器運(yùn)