The invention discloses a compensation fitting differential signal method for extracting confocal peak value of dispersion. The initial peak wavelength is obtained by fitting the differential signal of normalized discrete spectral response signal with the linear least square method, and the error between the initial peak wavelength of normalized discrete spectral response signal and the ideal peak wavelength is further obtained, and the first derivative distortion is carried out. The error between the initial peak wavelength of the normalized discrete spectral response signal and the ideal peak wavelength X is obtained by solving the differential equation of the first derivative distortion. The fitting value of the ideal peak wavelength of the normalized discrete spectral response signal is further obtained. Thus, the fast measurement of the dispersion confocal is realized by using the fitting value of the ideal peak wavelength of the normalized discrete spectral response signal. Quantity to ensure the accuracy of fast measurement of dispersion confocal.
【技术实现步骤摘要】
一种用于色散共焦峰值提取的补偿拟合差分信号方法
本专利技术属于共焦测量领域,具体涉及利用一种用于色散共焦峰值提取的补偿拟合差分信号方法。
技术介绍
共焦显微测量技术主要用于消除普通显微镜在探测样品时的多重散射光,类似于共焦显微测量,色散共焦显微技术中点光源经过半透半反镜和色散透镜后在其后面的像面上聚焦成像,色散透镜可以使得不同入射光波聚焦在轴向不同位置。色散共焦显微技术常用于微纳表面结构测量、快速坐标测量、透明介质厚度测量和在线工艺检测等。在实际色散共焦显微测量中,若在平面某处放置一物体,则所有波长的光均会反射,反射光经色散透镜、半反半透镜和针孔被光谱仪接收,物体位置对应波长的光在光谱仪上会最强,而其他波长的反射光会被针孔削弱,从而形成光谱响应信号。如果物体放置位置不同,则光谱信号所对应的峰值波长也不同,建立峰值波长与物体位置间的精确编码,就可以根据光谱响应信号的峰值波长推算被测对象在该位置的高度信息。在色散共焦显微测量中,光谱响应信号的快速准确可靠提取直接影响最终测量结果准确度和可靠性以及测量频率,其要求峰值提取算法同时具有优越的峰值性能(高准确性,高可靠性)和良好的计算效率。现有的峰值提取算法包括大值法(MPM),重心法(COM),抛物线拟合法(PFM),高斯拟合法(GFM)和sinc2拟合法(SFM)。其中最大值法(MPM)通过直接选取光强最大点所对应的光谱波长作为峰值,其极容易受到噪声的影响,但具有极高的计算效率;重心法(COM)具有较高的峰值提取准确性和可靠性,具有较高的计算效率;而拟合法如抛物线拟合法(PFM)、高斯拟合法(GFM)和sinc2 ...
【技术保护点】
1.一种用于色散共焦峰值提取的补偿拟合差分信号方法,其特征在于,具体步骤为:S1.利用色散共焦显微镜获取光谱仪上接收的离散光谱响应信号的波长和光强信息得到归一化的离散光谱响应信号,将归一化的离散光谱响应信号表示为Ik=g(λk‑X);式中,k=‑i,...,i,λk和Ik分别为归一化的离散光谱响应信号第k个采样点处的波长和光强,X表示归一化的离散光谱响应信号对应的理想峰值波长,函数g为表示归一化的离散光谱响应信号;S2.计算k=‑i+1,...,i‑1时归一化的离散光谱响应信号的差分信号
【技术特征摘要】
1.一种用于色散共焦峰值提取的补偿拟合差分信号方法,其特征在于,具体步骤为:S1.利用色散共焦显微镜获取光谱仪上接收的离散光谱响应信号的波长和光强信息得到归一化的离散光谱响应信号,将归一化的离散光谱响应信号表示为Ik=g(λk-X);式中,k=-i,...,i,λk和Ik分别为归一化的离散光谱响应信号第k个采样点处的波长和光强,X表示归一化的离散光谱响应信号对应的理想峰值波长,函数g为表示归一化的离散光谱响应信号;S2.计算k=-i+1,...,i-1时归一化的离散光谱响应信号的差分信号其中,fk表示归一化的离散光谱响应信号的差分信号第k个采样点处的光强,Ik+1和Ik-1分别表示归一化的离散光谱响应信号第k+1个和第k-1个采样点处的光强,令fi=0和f-i=0;S3.用线性最小二乘法拟合归一化的离散光谱响应信号的差分信号得到初始峰值波长其中,A、B为分别为第一变量、第二变量,A、B表达式为:S4.步骤S3中拟合的归一化的离散光谱响应信号初始峰值波长与理想峰值波长X之间的误差表示为e(X)=p(X)-X,求取其一阶导数变形后得到微分方程其中,C1、C2分别为第三变...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢文龙,陈成,王健,杨文军,刘晓军,周莉萍,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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