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《白光干涉光譜測量方法與系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、白光干涉光譜測量方法與系統(tǒng)的研究StudyonWhiteLightSpectralInterferometry:MeasurementMethodandSystem專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)研究生：章英指導(dǎo)教師：郭彤副教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一二年十二月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字
2、日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要微納制造技術(shù)的發(fā)展推動著檢測技術(shù)向微納領(lǐng)域進(jìn)軍，微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件中的重要組成部分，在半導(dǎo)體、醫(yī)學(xué)、航天航空、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，由于其微小和精細(xì)的特征，傳統(tǒng)檢測方法不能滿足要求。白光干涉法具有非
3、接觸、無損傷、高精度等特點，被廣泛應(yīng)用在微納檢測領(lǐng)域，另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優(yōu)點。因此，本文提出了白光干涉光譜測量方法并搭建了測量系統(tǒng)。和傳統(tǒng)白光掃描干涉方法相比，其特點是具有較強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力，并且測量速度較快。本文開展的主要研究工作如下：1.系統(tǒng)論述了微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)測量方法的研究現(xiàn)狀，介紹了白光干涉光譜測量方法，該方法將白光干涉的高精度和光譜測量的高效率相結(jié)合。2.分析了白光干涉光譜法的測量原理。首先闡述了白光干涉信號的特點，重點分析了白光干涉光譜信號；然后介紹幾種相位提取算法，重點研究了時間相移算法及其相位展開算法；并分別針對微結(jié)構(gòu)表面和薄膜表面，建立了
4、各自的算法模型。3.搭建了測量系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由顯微干涉光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械支撐和運動機(jī)構(gòu)、測量軟件三部分組成。由光源、光學(xué)顯微鏡、顯微干涉測頭、光纖和光譜儀組成的顯微干涉光學(xué)系統(tǒng)用于獲取干涉信號；機(jī)械支撐和運動機(jī)構(gòu)用于實現(xiàn)固定、上下調(diào)節(jié)以及相移；測量軟件由Labview編寫的控制采集界面和Matlab編寫的數(shù)據(jù)處理算法兩部分組成。4.對搭建的測量系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)性能測試實驗，確定了系統(tǒng)的測量范圍并驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過對標(biāo)準(zhǔn)臺階結(jié)構(gòu)的測量驗證了系統(tǒng)的精度。對于薄膜結(jié)構(gòu)，首先對薄膜的非線性相位影響和薄膜數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行了仿真分析，然后利用白光反射光譜法和白光干涉光譜法對幾種不同厚度的薄膜進(jìn)行測量
5、，測量結(jié)果和仿真結(jié)果一致。關(guān)鍵詞：微納制造微結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)白光干涉光譜相移ABSTRACTThedevelopmentofmicro-nanomanufacturingtechnologypromotesthedetectiontechnologytomarchonthefieldofmicro-nanotechnology.Astwoimportantpartsofmicro-nanocomponent,micro-structureandthinfilmhavebeenwidelyappliedinthefieldofsemiconductor,medical,aerospaceand
6、modernmanufacturing.Astheirtinyandfinefeatures,thetraditionaldetectionmethodscannotsatisfytherequirements.Whitelightinterferometrycanrealizefast,non-contactandhighprecisionmeasurement,anditisnowwidelyusedinthefieldofmicro-nanodetection,withthehighefficiencyofspectrummeasurement,whitelightspectral
7、interferometrymeasurementtechnologyhasbeenputforwardandsystemhasbeenbuiltinthisdissertation.Comparedwithwhitelightscanninginterferometry,thistechnologyhasstrongabilityinresistanceenvironmentalnoiseandhighspeed.Themainr
