摘要微型元件的性能与自身表面的微观形貌具有密切的联系，因而精确测量微观物体表 面的三维形貌对于研究该物体的特性以及保证产品的质量均具有重要意义。本文在阐述 微观物体三维形貌主要测量方法及其基本特点的基础上，着重论述了基于白光扫描干涉 测量的空间频域算法原理。进而，利用扫描干涉显微镜对被测微光栅记录了 128 幅扫描 白光干涉图，通过算法编程处理，重构了微光栅三维形貌，在此基础上得到了其沿两个不 同方向的空间周期分别为：191。935um、195。161um。79440

毕业论文关键词 光栅，微观形貌，算法，空间频域算法，白光干涉术，干涉显微镜

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Measurement of Three Dimensional Morphology and Geometric Parameters of Micro Optical Grating

Abstract The performance of micro components is closely linked with their surface morphology, then accurate measurement of micro objects on the surface of the 3D morphology has important significance for studying the object's properties and guaranteeing product’s quality。 This paper elaborates the significance of measuring objects’ 3D morphology and then discusses the main methods and main algorithm used to measure the 3D morphology of micro objects。 Then this paper takes spatial frequency domain algorithm which is based on white light scanning interferometry to measure the 3D morphology of micro objects, and receives 128 scanning interference pictures。 Finally, we recovered the three-dimensional morphology of the micro grating and its spatial periodicity in different directions are: 191。935um, 195。161um。

Keywords optical grating, micro morphology, algorithm, spatial frequency domain algorithm, light interferometry, interference microscope

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目次

1 引言 1

1。1 微光栅简述 1

1。2 国内外三维形貌测量的研究进展 2

1。3  本课题的主要研究内容及所做的工作 5

2 三维形貌重构的算法原理 6

2。1 基于白光扫描干涉的三维形貌测量算法 6

2。1。1 移相算法 6

2。1。2 重心法 7

2。1。3 空间频域算法 7

2。1。4  包络曲线拟合算法 7

2。2 空间频域分析算法 8

3 实验装置与调节步骤 10

3。1 实验装置及工作原理 11

3。2 实验测量过程 12

4 实验数据与编程处理 15

4。1 实验数据 15

4。2 算法程序与处理结果