基于白光干涉彩色圖像的微結(jié)構(gòu)表面形貌測量方法研究.pdf

1、在超精密加工、微機電系統(tǒng)制造領(lǐng)域,微結(jié)構(gòu)的表面三維形貌會顯著地影響器件的使用性能及產(chǎn)品質(zhì)量,其測量方法研究是微納測試領(lǐng)域的一個重要研究方向。白光干涉技術(shù)作為一種非接觸測量方法,具有高精度、無損和快速的優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于微結(jié)構(gòu)表面形貌的測量。區(qū)別于通常使用的CCD黑白相機,利用CCD彩色相機采集白光干涉條紋的圖像,包含了R、G、B三個通道,可以保留其顏色信息。針對采集的白光干涉彩色圖像,本文提出了RGB相位交叉測量法和多波長RGB相移干涉

2、測量法,用于物體表面形貌的測量。論文的主要工作如下:
　　1.在比較微結(jié)構(gòu)表面形貌測量方法和分析基于白光干涉彩色圖像測量物體形貌的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了兩種基于白光干涉彩色圖像處理的微結(jié)構(gòu)表面形貌測量方法。
　　2.提出了在白光垂直掃描干涉測量中基于彩色條紋圖像的RGB相位交叉法,利用小波變換法分別求解出在不同掃描位置處R、G、B通道的相位信息,通過
　　建立評價函數(shù),并結(jié)合最小二乘法可精確地確定零光程差的位置,進而

3、得到物體的表面形貌,通過仿真分析驗證了所提出方法的有效性,此外,與傳統(tǒng)地使用灰度圖像測量物體形貌相比,利用彩色圖像處理可使測量精度有所提高。
　　3.提出了多波長RGB相移干涉法,基于彩色條紋圖像,利用R、G、B三個通道信息,一次測量即可實現(xiàn)多波長相移干涉。首先,利用小波變換法獲取彩色圖像R、G、B三個通道的中心波長,分析了不同相位提取算法的測量精度;然后,分別利用等效波長法、斜率法、條紋級次法求解物體的高度信息,并通過仿真分析,