共焦檢測(cè)系統(tǒng)掃描采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著微電子、微機(jī)械、微光學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)宏微復(fù)合結(jié)構(gòu)樣品的三維非接觸精密測(cè)量技術(shù)的需求日益迫切，因此本文對(duì)具有光學(xué)層析能力與高橫向分辨力特性的共焦掃描檢測(cè)技術(shù)中存在的問(wèn)題開(kāi)展研究，重點(diǎn)分析了共焦掃描檢測(cè)系統(tǒng)中掃描機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理算法所涉及的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
　　本課題“共焦檢測(cè)系統(tǒng)掃描采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究”主要包含以下研究?jī)?nèi)容：
　?。?）針對(duì)宏微復(fù)合結(jié)構(gòu)樣品幾何特征參數(shù)測(cè)量的要求，搭建了共焦掃描檢測(cè)系統(tǒng)中的三

2、維掃描機(jī)構(gòu)，利用具有微米級(jí)位移分辨力的步進(jìn)電機(jī)與具有納米級(jí)位移分辨力的壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)宏微結(jié)合三維掃描；通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)與壓電陶瓷坐標(biāo)系不重合的影響的分析，進(jìn)行坐標(biāo)系調(diào)校，并對(duì)測(cè)量結(jié)果的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。
　　（2）通過(guò)對(duì)光敏二極管、雪崩光電二極管、光電倍增管的特性分析，并結(jié)合對(duì)現(xiàn)有共焦掃描檢測(cè)系統(tǒng)的掃描速度、信號(hào)強(qiáng)弱等特性的研究，設(shè)計(jì)了光電轉(zhuǎn)換模塊，并進(jìn)行了典型參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集功能。
　?。?）基于LabVIEW編寫(xiě)

3、了共焦掃描檢測(cè)系統(tǒng)配套軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓電陶瓷與步進(jìn)電機(jī)的上位機(jī)控制、同步觸發(fā)數(shù)據(jù)采集處理和測(cè)量結(jié)果的三維顯示等功能。
　?。?）針對(duì)共焦檢測(cè)軸向響應(yīng)特性曲線存在偽峰干擾的問(wèn)題，采用偽峰剔除濾波算法，并利用二維相關(guān)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)了多子區(qū)域的拼接。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)周期3μm高度500nm的標(biāo)準(zhǔn)光柵測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理后，測(cè)量誤差分別為0.07μm和17nm；對(duì)微加速計(jì)樣品實(shí)現(xiàn)了9子區(qū)域有效拼接測(cè)量，測(cè)量區(qū)域達(dá)到220μm×220μm，并可進(jìn)一步