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摘要：本论文提出了一个新的基于光线扫描的微纳表面三维干涉测量系统。色散光栅将宽带光源发出的宽谱光色散成扇形光片,将其准直成平行光片后利用此平行光片扫描被测表面进行测量。不同波长的光由被测表面上不同被测点返回,与参考光干涉后,由线阵CCD探测。线阵CCD不同的像元探测到被测表面上不同的被测点反射的光形成的干涉信号,每个干涉信号包含被测表面的高度信息。对CCD每个像元探测到的干涉信号进行处理,即解调出被测表面的高度信息。利用MATLAB软件进行数据处理,通过解调相邻被测两点间的相位差来计算此两点的高度差,解调出相邻被测两点的高度差,即实现对被测表面的线扫描测量。实验历程中以光滑镜面作为被测表面来验证系统的可行性,通过数据处理得到的高度差曲线为一条直线,实验结果与论述浅析相吻合。同时发现了将系统运用于实际测量工作时有着的不足,为下一步的探讨工作奠定的基础。与光点扫描微纳表面三维干涉测量系统相比,本测量系统有测量速度快,扫描机构简单,对光源的光谱漂移不敏感,测量精度高等特点。关键词：光线扫描论文干涉测量论文三维测量论文纳米测量论文
致谢5-6
中文摘要6-7
ABSTRACT7-8
目录8-10
1 引言10-12
2 微表面三维形貌测量的主要策略12-22
2.1 微表面三维形貌测量策略的分类12-19
2.1.1 接触式测量策略13-14
2.1.2 激光三角法14-15
2.1.3 显微干涉法15-16
2.1.4 扫描电子显微镜16-17
2.1.5 原子力显微镜17-18
2.1.6 扫描隧道显微镜18-19
2.2 现有测量策略的优缺点和国内外探讨近况19-22
2.2.1 现有微表面三维形貌测量策略的优缺点19-21
2.2.2 国内外探讨近况21-22
3 基于线扫描的纳米表面三维干涉测量系统22-34
3.1 系统关键器件22-29
3.1.1 光隔离器22-23
3.1.2 光纤准直器23-24
3.1.3 闪耀光栅24-26
3.1.4 压电陶瓷叠堆执行器26-27
3.1.5 线阵CCD27-29
3.2 系统原理29-34
3.2.1 光纤迈克尔逊干涉仪29-30
3.2.2 线扫描微纳米表面三维干涉测量系统30-34
4 实验进展34-48
4.1 数据采集34-43
4.1.1 背景光噪声浅析34-40
4.1.2 数据采集40-43
4.2 基于MATLAB的数据处理43-45
4.3 系统有着的不足45-48
5 结论48-50
5.1 工作总结48
5.2 系统革新点48-49
5.3 展望49-50