圖像拼接在相移顯微干涉測量微結(jié)構(gòu)表面形貌的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）的發(fā)展，為了進(jìn)行微小結(jié)構(gòu)的機(jī)械力學(xué)特性分析，或者M(jìn)EMS器件的可靠性測試研究等，通常需要獲取微結(jié)構(gòu)的表面輪廓信息。一般來說，MEMS器件具有毫米級(jí)的整體尺寸和微米級(jí)的局部尺寸，因此，測試技術(shù)要求盡可能同時(shí)具有大視場、空間分辨率高的性能。 本文在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合圖像拼接和相移顯微干涉測量技術(shù)，建立了相移顯微干涉測量的圖像拼接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，

2、滿足了微表面形貌測量中同時(shí)具有大視場和高分辨率的要求，具體完成的工作主要有： 1.本文分別從時(shí)域和頻域中尋求合適的微表面形貌圖像匹配的方法，如塊匹配準(zhǔn)則法，改進(jìn)的塊匹配準(zhǔn)則法，數(shù)字相關(guān)算法以及相位相關(guān)算法，并對(duì)其進(jìn)行了分析比較。 2.分析了單次測量和拼接過程中產(chǎn)生的誤差。本文對(duì)其中的離面偏差提出了一種先通過坐標(biāo)系的統(tǒng)一初步修正，再使用窮舉搜索法逐個(gè)修正兩相鄰圖像灰度值的方法。 3.在原有的顯微相移干涉系統(tǒng)的基礎(chǔ)上

3、加入掃描拼接系統(tǒng)，建立了微表面形貌大視場測試系統(tǒng)。用于子區(qū)域掃描定位的掃描定位系統(tǒng)主要包括作為放置被測件工作臺(tái)的電控平移臺(tái)，以及控制平移臺(tái)移動(dòng)定位的驅(qū)動(dòng)器、單片機(jī)等。 4.用建立的系統(tǒng)進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)。使用標(biāo)準(zhǔn)三角形臺(tái)階進(jìn)行單次實(shí)驗(yàn)，以及不同視場范圍下對(duì)曲面進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了拼接測量系統(tǒng)的可靠性和可行性；通過三角形臺(tái)階面及其底面平面度的評(píng)定，對(duì)重疊度大小造成的影響進(jìn)行了對(duì)比和分析；采用不同的匹配法對(duì)若干不同的MEMS器件進(jìn)行拼接測