位相干涉測(cè)量

1、關(guān)于位相干涉測(cè)量第一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月表面形貌對(duì)物體成三維像、逐點(diǎn)獲取物體表面三維坐標(biāo)并精確地測(cè)量其表面幾何形態(tài)的過程， 稱為表面形貌學(xué)（surface topography）表面形貌測(cè)量在工業(yè)產(chǎn)品自動(dòng)檢測(cè)、機(jī)械制造、電子工業(yè)、機(jī)器人視覺等領(lǐng)域均有應(yīng)用價(jià)值第二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月表面微觀形貌深度分辨率為納米級(jí)或亞納米級(jí)的測(cè)量，稱為表面微觀形貌表面微觀形貌測(cè)量在微細(xì)加工、二元光學(xué)、X光光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有著較大的應(yīng)用價(jià)值第三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月測(cè)量方法概述第四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月機(jī)械觸針

2、法 光學(xué)探針法光學(xué)法 結(jié)構(gòu)光三角測(cè)量 陰影莫爾法 位相干涉測(cè)量掃描電子顯微鏡SEM掃描遂道顯微鏡STM及原子力顯微鏡AFM 第五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月機(jī)械觸針輪廓儀 金剛石觸針與被測(cè)表面接觸并隨表面凸凹不平做上下移動(dòng) 位移傳感器測(cè)量具有0.1nm的縱向分辨率和 0.2m 的橫向分辨率 第六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月光學(xué)探針輪廓儀 基于共軛成像原理，探針是聚集光束 測(cè)量時(shí)光束跟蹤被測(cè)表面并成像在探測(cè)器上，當(dāng)被測(cè)表面與探測(cè)面共軛時(shí)，在探測(cè)器上的象點(diǎn)最小，點(diǎn)探測(cè)器接收到的能量最大；當(dāng)被測(cè)表面偏離物點(diǎn)時(shí)，探測(cè)器上的象點(diǎn)變大，點(diǎn)探測(cè)器接收到的能量變小測(cè)量時(shí)控制

3、物點(diǎn)與被測(cè)面重合，保證探測(cè)有最大輸出，便可描畫出被測(cè)表面的形貌第七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月光學(xué)法 結(jié)構(gòu)光三角測(cè)量法第八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月激光束經(jīng)柱狀透鏡擴(kuò)束并準(zhǔn)直后成一片狀光束，在物面上形成一條亮線。由于物面的高低不同，每條投影線在CCD光敏面上的像為一曲線，計(jì)算該曲線上各像素點(diǎn)偏離標(biāo)準(zhǔn)象（基準(zhǔn)線）位置的距離，便可以得到物體表面一個(gè)剖面的高度分布第九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月陰影莫爾法 第十張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月莫爾條紋陰影等高線圖形顯示物體三維像，將莫爾條紋作為空間編碼，從受物體表面形貌調(diào)制的莫爾條

4、紋圖中提取相位信息并轉(zhuǎn)換為物體表面輪廓 由于莫爾法得到的僅僅是物體面形的等高線，因而無(wú)法判斷物體的凹凸第十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月位相干涉測(cè)量法PMI 基于光波干涉原理測(cè)量干涉圖的光強(qiáng)分布 提取受物體表面形貌調(diào)制而變化的光程差（干涉波前相位差）在整個(gè)光場(chǎng)中的空間起伏變化，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到物體表面微觀形貌 第十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 TOPO表面測(cè)量系統(tǒng) 第十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月基于mirau干涉顯微鏡相移：壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考反射鏡，使參考光與測(cè)量光之間的相位差隨時(shí)間作線性變化，相移N-1次，獲得 N 幀干涉圖CCD探測(cè)

5、干涉場(chǎng)上各點(diǎn)的光強(qiáng)，從N幀光強(qiáng)算式中提取每一點(diǎn)的相位值，由相位與被測(cè)表面各點(diǎn)高度轉(zhuǎn)換關(guān)系式，可獲得被測(cè)表面形貌的高度分布分辨率：垂直0.1nm ，水平0.4m 第十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月掃描電子顯微鏡 利用聚焦電子束作為電子探針，當(dāng)探針掃描被測(cè)表面時(shí)，激發(fā)二次電子。探測(cè)器接收二次電子，經(jīng)放大和處理后得到一幅掃描電子圖像。由于二次電子的強(qiáng)度和分布與被測(cè)表面形貌有關(guān)，因此，掃描電子像反映了被測(cè)表面的幾何形貌具有較高的縱向分辨率和橫向分辨率，分別達(dá)到10 nm 和2nm 要求真空環(huán)境下工作，操作復(fù)雜，測(cè)量費(fèi)時(shí)，且要求被測(cè)表面導(dǎo)電 第十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于202

6、2年6月掃描遂道顯微鏡根據(jù)量子隧道效應(yīng)測(cè)量直徑為原子尺度的針尖在被測(cè)表面掃描，當(dāng)兩者間距離為幾十nm 時(shí)，形成隧道電流控制探針使其與被測(cè)表面的間隙鎖定，保持隧道電流為定值，探針的上下移動(dòng)量即為被測(cè)表面的輪廓 第十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原子力顯微鏡接觸式測(cè)量，接觸力極小，為10-710-11N，接觸區(qū)域只有20 nm大小 縱向分辨率0.01 nm，橫向測(cè)量范圍僅10m 具有突出的分辨率，測(cè)量精度高，開辟了微結(jié)構(gòu)的空間周期低于1m的測(cè)量區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)，機(jī)械和光學(xué)輪廓儀幾乎是無(wú)能為力的。但是，測(cè)量范圍非常狹窄，且涉及的技術(shù)難題多，操作環(huán)境要求高第十七張，PPT共一百一十四

7、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相移微分干涉顯微測(cè)量系統(tǒng) 光路結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)特點(diǎn) 相移驅(qū)動(dòng) 圖像采集 數(shù)據(jù)處理第十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月干涉顯微鏡干涉顯微鏡是顯微鏡與干涉系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物利用位相干涉法測(cè)量通過判讀一幅受物體表面形狀調(diào)制的干涉圖提取位相信息，由位相與待測(cè)物縱向深度間的轉(zhuǎn)換關(guān)系式計(jì)算得到物體表面微觀形貌第十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相移干涉術(shù)原理第二十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月激光作為照明光源，經(jīng)擴(kuò)束器擴(kuò)展為平行光，分束器將該平行光分為測(cè)量光束與參考光束。兩路光經(jīng)待測(cè)物及參

8、考鏡反射后在干涉場(chǎng)發(fā)生干涉，形成干涉條紋驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)參考鏡產(chǎn)生幾分之一波長(zhǎng)量級(jí)的光程變化（相移phase-stepping），以改變參考相位，并產(chǎn)生時(shí)間序列上的多幅干涉圖第二十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月表面微觀形貌測(cè)量系統(tǒng)圖 第二十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月移相方法第二十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月偏振移相 式中2為與檢偏角有關(guān)的移相因子，改變角，即產(chǎn)生相位的移動(dòng)偏振移相有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：其一是檢偏器的轉(zhuǎn)角可以精密控制，故移相準(zhǔn)確度高；其二是特別適用于干涉系統(tǒng)難以改變干涉臂光程的場(chǎng)合，例如共光路干涉顯微鏡情形第二十五張，PPT共一百一十

9、四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微分干涉顯微鏡在本實(shí)驗(yàn)工作中，我們采用微分干涉顯微鏡（也稱波面剪切干涉顯微鏡）作為主體，加入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相移器件、CCD探測(cè)器、圖象采集電路、微型計(jì)算機(jī)等部分，共同組成相移干涉顯微測(cè)量系統(tǒng)。 第二十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月微分干涉顯微鏡differential interference contrast microscope第二十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月偏振干涉：起偏器、Nomarski偏振分光棱鏡、檢偏器微分相襯干涉顯微鏡的關(guān)鍵之處是在光路中加入了Nomarski偏

10、振分光棱鏡，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光束的微分剪切及復(fù)合偏振的作用棱鏡的雙折射使兩束光沿垂直于光軸方向產(chǎn)生一個(gè)橫向位移X，同時(shí)棱鏡所引入的光程差使兩波前又產(chǎn)生一個(gè)沿軸向的縱向位移Y第二十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月孔徑光欄：物鏡框，限制軸上點(diǎn)的光錐大小，由光學(xué)系統(tǒng)對(duì)光能量的要求及對(duì)物體細(xì)節(jié)分辨率的要求決定入射光瞳：與孔徑光欄重合出射光瞳：與眼瞳重合 視場(chǎng)光欄：目鏡前焦面上，起限制物方線 視場(chǎng)的作用入射窗：物面出射窗：無(wú)窮遠(yuǎn)光欄：第三十張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Nomarski棱鏡由兩個(gè)光軸互相垂直的雙折射直角棱鏡粘合而成。兩直角棱鏡的光軸都平行于棱鏡表面且相互正交。 第

11、三十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)光線垂直入射到棱鏡上表面時(shí)，被第一直角棱鏡分裂成傳播速度及振動(dòng)方向不同而光線方向一致的兩束線偏振光：一束是振動(dòng)方向垂直于光軸、折射率為o的尋常光o；另一束是振動(dòng)方向平行于光軸、折射率為e的非常光e。這兩個(gè)光波因相速度不同，故隨著在晶體中行進(jìn)距離的增加，它們之間的位相差也就增大。 第三十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)o光與e光行進(jìn)到棱鏡膠合面上時(shí)，由于下塊棱鏡主截面的主軸與上半塊棱鏡主截面的主軸垂直，所以折射時(shí)，o光變成了非常光oe，e光變成了尋常光eo。至此，發(fā)生了o光和e光的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的兩束光自下塊棱鏡出射時(shí)在界面上

12、又折射一次，成為發(fā)散光射向顯微物鏡。oe光與eo光間的微小夾角就是剪切角，一般小于30，以確保射向物體時(shí)兩個(gè)偏振光的分離量略小于顯微鏡的分辨率 第三十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月投向被測(cè)表面的光線經(jīng)反射后，返回棱鏡，并再次發(fā)生o光和e光的轉(zhuǎn)換。若以上、下兩直角棱鏡厚度相等處作為Nomarski棱鏡的光軸中心，并設(shè)顯微鏡光軸偏離棱鏡中心的距離為a，光線在第一直角棱鏡中行進(jìn)的距離為t1, 在第二直角棱鏡中行進(jìn)的距離為t2，則兩束正交偏振光在Nomarski棱鏡中的光程差為： 第三十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年

13、6月當(dāng)來(lái)自起偏器的線偏振光第一次通過Nomarski棱鏡時(shí)，在棱鏡膠合面上被剪切成振動(dòng)方向互相垂直的兩束分離的線偏振光當(dāng)這兩束線偏振光由被測(cè)物反射并按原路穿過Nomarski棱鏡時(shí)，則被復(fù)合復(fù)合光穿過四分之一波片后，在兩束光之間產(chǎn)生了恒定的位相差，再穿過檢偏器后兩束光振動(dòng)方向相同，滿足干涉條件，因此發(fā)生干涉 第三十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月特點(diǎn)：微分干涉顯微術(shù)是偏振光干涉顯微術(shù)，參加干涉的兩束光是由對(duì)入射線偏振光進(jìn)行微分剪切而造成的棱鏡的雙折射使o光與e光間產(chǎn)生垂直于光軸的橫向位移棱鏡引入的光程差使兩束光產(chǎn)生沿光軸的縱向位移第三十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022

14、年6月由于干涉圖象具有較強(qiáng)的立體感，因此可與測(cè)得的表面三維形貌圖進(jìn)行直接比較，以便定性判斷測(cè)量結(jié)果的正確性而表面三維形貌的實(shí)際測(cè)量精度，則由測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)形顯微鏡中的干涉圖象可通過目鏡直接觀察，也可由CCD電視監(jiān)視器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，或由打印機(jī)按照256灰度級(jí)的圖像打印輸出貌數(shù)據(jù)（對(duì)于有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的試件而言）的偏差進(jìn)行計(jì)算 第三十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月干涉光強(qiáng)強(qiáng)度的變化揭示出位相物體的斜率顯示物體的光學(xué)厚度的梯度第三十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月干涉光強(qiáng)不僅與表面形貌相位值有關(guān)，而且還和檢偏器透光軸與剪切方向的夾角有關(guān)。當(dāng)檢偏器以恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，干涉相位

15、差隨之作線性變化，使得干涉場(chǎng)上各點(diǎn)的干涉光強(qiáng)在亮與暗之間作正弦變化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)干涉場(chǎng)的相位調(diào)制。第四十張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月光強(qiáng)與檢偏器方位角的實(shí)測(cè)曲線 第四十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月為微分相襯干涉顯微測(cè)量系統(tǒng)中任一像素點(diǎn)的光強(qiáng)與檢偏器方位角 的實(shí)測(cè)離散數(shù)值以及擬合所得到的曲線。從圖中可以看出，干涉光強(qiáng)是檢偏器方位角 的正弦曲線，當(dāng) 從0變到360 時(shí)，光強(qiáng)變化兩個(gè)周期，這與前式的描述完全相同。第四十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月干涉圖像（氯化鉀晶體 ）第四十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)被測(cè)表面形貌在X微

16、區(qū)內(nèi)的高度梯度不為零時(shí)，致使兩相干光束產(chǎn)生一定的光程差，在視場(chǎng)中表現(xiàn)為強(qiáng)烈的光強(qiáng)變化，表面形貌高度梯度大的地方其光強(qiáng)的變化也較強(qiáng)烈。轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，相干光束的相位差隨之變化，可以使被測(cè)面上的正斜率部分以暗區(qū)出現(xiàn)，負(fù)斜率部分以亮區(qū)出現(xiàn)，零斜率部分以中等灰出現(xiàn)，從而產(chǎn)生陰影效果增強(qiáng)相襯，形成微分干涉相襯象所特有的浮雕性。 第四十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相移干涉術(shù)相移（相位移動(dòng)）：移動(dòng)光學(xué)元件（或其它部件）以改變干涉光路中測(cè)量光與參考光間的位相差位相差的變化使干涉場(chǎng)的光強(qiáng)值發(fā)生對(duì)應(yīng)變化不同的位相對(duì)應(yīng)不同的光強(qiáng)方程，并構(gòu)成光強(qiáng)方程組解光強(qiáng)方程組得到待測(cè)量的位相值Phase-shif

17、ting interferometrey第四十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相移驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)檢偏器作為相移器件手動(dòng)：采用插入式的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 格值刻度為3的旋轉(zhuǎn)手輪與檢偏器間 由兩組齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)自動(dòng)：計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)檢偏器旋轉(zhuǎn)第四十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在滿周期等間距采樣時(shí)，相移量i = 2/N，N (N 3 )幀干涉圖提取的相位為相位提取第四十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相位提取算法被測(cè)物體的表面形貌高度信息包含在相位信息中，而相位信息又包含在光強(qiáng)信息中對(duì)相移量、干涉圖

18、幀數(shù)N 取不同的值會(huì)構(gòu)造出不同的光強(qiáng)方程組從而得到不同的解算相位值的方法，稱作相位提取算法第四十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月表面形貌計(jì)算 ：剪切量 L: 采樣間隔 Xk: 像素?cái)?shù)第五十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第五十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月系統(tǒng)的工作原理微分相襯干涉顯微鏡形成的干涉圖像被成象在CCD靶面上。圖像采集電路將圖像數(shù)字化后送入計(jì)算機(jī)，并完成一幅干涉圖像的采樣計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)檢偏器旋轉(zhuǎn)一定的角

19、度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)干涉圖像的移相，然后，圖像采集電路再完成一幅圖像采樣。如此依次進(jìn)行，直到完成所需要的多幅干涉圖像的采樣第五十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月由于干涉圖象具有較強(qiáng)的立體感，因此可與測(cè)得的表面三維形貌圖進(jìn)行直接比較，以便定性判斷測(cè)量結(jié)果的正確性而表面三維形貌的實(shí)際測(cè)量精度，則由測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)形顯微鏡中的干涉圖象可通過目鏡直接觀察，也可由CCD電視監(jiān)視器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，或由打印機(jī)按照256灰度級(jí)的圖像打印輸出第五十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月工作流程圖主程序框圖第五十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相移微分干涉相襯顯微成象光路的調(diào)整

20、第五十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)整：起偏器光軸 檢偏器光軸 1/4波片快軸 Nomarski 棱鏡的剪切方向保證各光學(xué)元件間精確的位置關(guān)系，使測(cè)量結(jié)果正確可靠 光路調(diào)整內(nèi)容及目的第五十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)整光路圖（反射和透射兩路） 第五十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月檢偏器零位的調(diào)整反射光路調(diào)整取下1/4波片、移開Nomarski 棱鏡及顯微物鏡平面反射鏡作為觀測(cè)物體旋轉(zhuǎn)檢偏器，觀察消光點(diǎn)，尋求消光位置該位置即為檢偏器零位第六十張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1/4波片快軸方向 透射光路調(diào)整波片快軸方向與檢偏

21、器零位方向垂直將光源放在位置2處，取下平面反射鏡旋轉(zhuǎn)起偏器2，使之與檢偏器消光放入并旋轉(zhuǎn)1/4波片，尋求視場(chǎng)最暗第六十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Nomarski 棱鏡剪切方向的調(diào)整 透射光路調(diào)整Nomarski 棱鏡的剪切方向應(yīng)與檢偏器零位成45o取下反光鏡，檢偏器旋轉(zhuǎn)到45o轉(zhuǎn)動(dòng)起偏器2，使光強(qiáng)輸出值最小將帶有Nomarski 棱鏡的物鏡移入光路中，松開調(diào)節(jié)螺釘，旋轉(zhuǎn)物鏡，直到觀察到最小的光強(qiáng)輸出值并鎖緊物鏡第六十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1/4波片、檢偏器及棱鏡的位置關(guān)系圖 第六十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Nomarski

22、棱鏡零位的調(diào)整 反射光路調(diào)整棱鏡零位：棱鏡對(duì)稱軸與成像光軸重合的位置 消除棱鏡帶入的附加相位調(diào)整過程：將檢偏器置于零位且和起偏器消光，移動(dòng)棱鏡，尋找干涉場(chǎng)光強(qiáng)的最大值和最小值，計(jì)算中值。固定檢偏器不動(dòng)，反復(fù)微移棱鏡，找回光強(qiáng)中值位置，此位置即為棱鏡對(duì)稱軸第六十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖像采集電路 第六十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月CAMPE1000黑白圖像采集卡及MINTRON MTV-1881EX型（物鏡f=16mm F1.8）CCD攝像機(jī)，像敏區(qū)域?yàn)?.95mm6.45mm，分辨率為795(h)596(v)CCD的視頻模擬信號(hào)作為采集卡輸入，經(jīng)濾

23、波、A/D轉(zhuǎn)換成8bits數(shù)字視頻信號(hào)后，通過PCI總線傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)存。第六十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖像采集電路的主要技術(shù)指標(biāo) A/D采樣頻率 9MHz-15MHz圖像采集速度： 130幀 / 秒存貯容量： 512 800 8bit圖像1幅圖像采集分辨率：768 576灰度精度： 1/256 點(diǎn)陣擾動(dòng)： 不大于3ns掃描制式： 625行 / 50HZ 第六十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月測(cè)量實(shí)例第六十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月臺(tái)階高度測(cè)量測(cè)得的臺(tái)階高度為32.6nm 第六十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月光盤表

24、面凹坑 凹坑的直徑為227m 深度為447.3nm 第七十張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月硅片表面劃痕 劃痕寬度約為50m平均深度為97.3nm 第七十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Ra 測(cè)量對(duì)比實(shí)驗(yàn) 第七十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Talysurf-5P觸針儀測(cè)量 第七十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月水平分辨率水平分辨率 e = 0.5/NA63X 物鏡，數(shù)值孔徑 NA 0.85，水平分辨率0.4m10X 物鏡，數(shù)值孔徑 NA 0.25，水平分辨率1.26m第七十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月垂直分辨率

25、 系統(tǒng)能測(cè)出的最小高度變化最小分辨率已達(dá)到了4.6nm 第七十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月系統(tǒng)的重復(fù)測(cè)量精度 第七十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Ra 重復(fù)測(cè)量精度 樣塊1的表面粗糙度為8（Ra0.320.63m）；樣塊2為10（Ra0.080.16m）；樣塊3為9（0.160.32m） 第七十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第七十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 三個(gè)樣快的Ra 測(cè)量重復(fù)精度分別為：0.691nm，0.39nm，1.306nm。 第七十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月系統(tǒng)的穩(wěn)定性 第八十張，

26、PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月測(cè)量精度分析 第八十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月誤差來(lái)源原理誤差：理論誤差、（方案誤差）、光路原理誤差、機(jī)構(gòu)原理誤差、（零件原理誤差）。制造誤差運(yùn)行誤差系統(tǒng)誤差：對(duì)系統(tǒng)的精度影響是確定的隨機(jī)誤差：正負(fù)及大小不確定第八十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月消除誤差的措施系統(tǒng)誤差：軟件處理隨機(jī)誤差：累加采集平均；數(shù)字圖像 處理第八十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月相位測(cè)量誤差 四分之一波片的相位延遲誤差（忽略二階因子影響）第八十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，

27、創(chuàng)作于2022年6月四分之一波片的方位角誤差第八十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月檢偏器轉(zhuǎn)角誤差（移相誤差）第八十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Normaski棱鏡誤差第八十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月測(cè)量系統(tǒng)的其它誤差分析 光源：波動(dòng)探測(cè)器：噪聲 在每幀采樣時(shí)，對(duì)20 幅干涉圖像進(jìn)行累加采集平均，降低光源光強(qiáng)波動(dòng)和光電探測(cè)系統(tǒng)噪聲的影響第八十九張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月采樣間隔的影響 采樣間隔過大：頻域混迭效應(yīng)而造成離散輪廓失真采樣間隔過小:有益于處理的精度，計(jì)算工作量大 采樣間隔一般取1.25m3.5m為宜 第九十張

28、，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月樣品傾斜對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響 在測(cè)得的表面斜率中附加了一直流分量，采用軟件調(diào)平處理，可以消除。 第九十一張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月離焦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響 在微分干涉相襯顯微鏡中，由于離焦量對(duì)兩束光的影響完全相同，從理論上說，干涉圖對(duì)離焦不敏感 第九十二張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月思考相移微分相襯干涉法測(cè)量表面形貌的局限性在哪里？請(qǐng)列舉出該測(cè)量系統(tǒng)的原理誤差及可能的修正方法。第九十三張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月系統(tǒng)誤差的消除實(shí)例二級(jí)平晶三維第九十四張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月平晶二維輪廓第九十五張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月傅立葉變換頻譜圖第九十六張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月濾波后用IFFT恢復(fù)出的平晶三維形貌 第九十七張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月濾波后平晶三維的y向校平 第九十八張，PPT共一百一十四頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6