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摘要光学元件的微观形貌会直接影响光学系统的性能和精度。微观表面形貌的测量方法有很多种，其中光学干涉测量法具有精度高、速度快、测量范围广、不损伤待测件等优点，得到广泛的应用。研制了Mirau型干涉显微镜，实现了对微观三维表面形貌的测量。63011

基于相移干涉测量表面形貌的方法，使用短相干LED干涉成像技术，分析了无限远光学系统，优化了光机系统结构和电路控制，设计了一套光路、机械、电路和算法一体化结合的白光轮廓仪系统，该系统具有一定的稳定性和抗干扰能力。经实验证明，白光轮廓仪系统可准确恢复被测物体的表面形貌。

毕业论文关键词  微观表面形貌，干涉显微镜，粗糙度，相移干涉测量法

毕业设计说明书外文摘要

Title         The overall designing of white-light    profilometer system                     

Abstract The micro-surface profiles of optical elements have a direct influence on the system's performance and precision．There are many methods for micro-surface profile measurement，of which the optical interference method with advantages of high precision，high speed and wide measurement range has a broad application．This dissertation presents a Mirau type interference microscope we have developed which achieves the measurement of micro-surface．

    Based on phase-shift interferometry, short coherent interference LED imaging technology is studied, and the infinity optical system are analyzed,this dissertation optimizes the structure and circuit-control system, designing a set of optical, mechanical, circuit and algorithm integration combined with white-light profilometer , the system has certain stability and anti-interference ability.Proved by experiments, the profilometer system can accurately recover the surface profile of object to be tested. 

Keywords：mirco—surface profile,  interference microscope,  roughness,  phase-shift interferometry

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 表面微观三维形貌检测的意义 1

1.1.2 表面微观形貌测量技术 1

1.1.3 表面微观形貌测量技术的研究现状和发展趋势 5

1.2 研究意义和目标 6

1.2.1 超光滑表面 6

1.2.2 蓝宝石介绍 6

1.2.3 蓝宝石衬底加工工艺 7

1.2.4 蓝宝石衬底参数要求 7

1.3 研究内容及思路 8

2 白光轮廓仪的工作原理 9

2.1 干涉显微镜的工作原理 9

2.2干涉显微镜测量系统软件算法 10

2.2.1 白光扫描干涉法（VSI） 10

2.2.2 相移干涉测量法（PSI） 11

2.3 移相器的工作原理 13

2.3.1 压电陶瓷移相器介绍 13

2.3.2 压电陶瓷移相器的原理 14

2.4 表面粗糙度的评定 15

2.5 本章小结 17 

3 白光轮廓仪的整体系统设计 18

3.1 系统的光路系统设计 (责任编辑：qin)