物理参数估计方法、装置和电子设备制造方法及图纸

公开了一种物理参数估计方法、物理参数估计装置和电子设备，该方法包括：读取对一被测件执行干涉测量所得到的牛顿环条纹图；获取牛顿环条纹图的第一方向信号个数和第一方向信号长度；针对每个第一方向信号，基于第一方向信号长度范围内的每个第一调频率参数，对第一方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得强度分布信号在DCFT域中的第一幅度谱；基于第一幅度谱确定第一幅度峰值所对应的第一调频率参数和第一频率参数；以及至少根据第一幅度峰值对应的第一调频率参数和第一频率参数来估计干涉测量中涉及的物理参数。这样，可以以高精度稳定地估计干涉测量中涉及的物理参数。

Physical parameter estimation methods, devices and electronic devices

A method for estimating physical parameters, a device for estimating physical parameters and an electronic device are disclosed. The method includes reading the Newton ring fringe pattern obtained by interferometric measurement of a measured piece, acquiring the number of first direction signals and the length of the first direction signals of the Newton ring fringe pattern, and based on each first frequency modulation within the length range of the first direction signals for each first direction signal. Rate parameter, discrete linear frequency modulation Fourier transform (DCFT) is applied to the first direction signal to obtain the first amplitude spectrum of intensity distribution signal in the DCFT domain; the first frequency modulation parameters and the first frequency parameters corresponding to the first amplitude peak are determined based on the first amplitude spectrum; and the interferometry is estimated at least according to the first frequency modulation parameters and the first frequency parameters corresponding to the first amplitude peak. The physical parameters involved in quantities. In this way, the physical parameters involved in interferometry can be estimated with high accuracy and stability.

【技术实现步骤摘要】
物理参数估计方法、装置和电子设备
本申请涉及干涉测量
，且更具体地，涉及一种物理参数估计方法、装置、电子设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质。
技术介绍
器件物理参数(例如，光学器件的光学参数)的精确测量是器件测量和加工过程中的重要环节。由于接触测量法要求对被测件的表面进行抛光处理，会对被测件造成磨损，所以目前通常采用非接触测量法。干涉测量在非接触测量法中一直占有重要的地位，其关键是对被测件被执行干涉测量所产生的干涉条纹图(例如，牛顿环条纹图)进行分析、处理，从而获得被测件的曲率半径、顶点位置、入射光波长、介质折射率、形变、位移等各项物理参数。作为一种基本的干涉条纹图，牛顿环条纹图的简易处理手段是数环计算法，其利用读数显微镜对干涉条纹图进行测量，获得两级暗纹的直径值，根据该直径值和光线的波长来计算该被测件的诸如曲率半径之类的物理参数。通常来说，为了测量的精确度，一般需要测到从0级的中心环开始的第40级环的直径。上述数环计算法实现简便且成本低廉，但是，观测者在数环的时候很容易由于视力的疲劳而出现条纹计数错误，自动化程度低，此外，由于读数显微镜视场范围较小，无法看见全场的干涉条纹图，所以对观测者来说直观性不好。更一般地，干涉条纹图的典型处理手段是条纹中心线法，其处理流程包括：首先对要处理的干涉条纹图进行去噪；然后对去噪后的干涉条纹图进行二值细化；接下来，通过获取细化条纹上点的坐标值来求解出干涉条纹的半径和圆心；最后由两级亮纹或暗纹的半径和光线的波长来计算该被测件的诸如曲率半径之类的其他物理参数。可见，条纹中心线法的自动化水平更高且直观性更强。但是，条纹中心线法虽然自动化程度高，但是在处理过程中对噪声的影响比较敏感，因此，被测件物理参数的估计精度强烈依赖于干涉条纹图的质量，一旦干涉条纹图出现遮挡，则无法有效地估计物理参数。因此，期望提供改进的物理参数估计方案。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种物理参数估计方法、物理参数估计装置和电子设备，其可以通过对干涉条纹图的信号进行离散线性调频傅里叶变换来获得与干涉测量中涉及的物理参数相关的调频率参数和频率参数，从而以高精度稳定地估计所述物理参数。根据本申请的一方面，提供了一种物理参数估计方法，包括：读取对一被测件执行干涉测量所得到的牛顿环条纹图；获取所述牛顿环条纹图的第一方向信号个数和第一方向信号长度；针对每个所述第一方向信号，基于所述第一方向信号长度范围内的每个第一调频率参数，对所述第一方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述牛顿环条纹图的每个第一方向信号在每个第一调频率参数下的第一方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的第一幅度谱，所述第一方向像素集合包括第一方向中的一排像素，所述第一方向为所述牛顿环条纹图的行方向和列方向之一；基于所述第一幅度谱确定第一幅度峰值所对应的第一调频率参数和第一频率参数；以及，至少根据所述第一幅度峰值对应的所述第一调频率参数和所述第一频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。在上述物理参数估计方法中，进一步包括：获取所述牛顿环条纹图的第二方向信号个数和第二方向信号长度；针对每个所述第二方向信号，基于所述第二方向信号长度范围内的每个第二调频率参数，对所述第二方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述牛顿环条纹图的每个第二方向信号在每个第二调频率参数下的第二方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的第二幅度谱，所述第二方向像素集合包括第二方向中的一排像素，所述第二方向为所述牛顿环条纹图的行方向和列方向中的另外一个；基于所述第二幅度谱确定第二幅度峰值所对应的第二调频率参数和第二频率参数；以及，至少根据所述第一幅度峰值对应的第一调频率参数和第一频率参数、以及所述第二幅度峰值对应的第二调频率参数和第二频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。在上述物理参数估计方法中，至少根据所述第一幅度峰值对应的第一调频率参数和第一频率参数、以及所述第二幅度峰值对应的第二调频率参数和第二频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数包括：将所述第一方向信号长度的平方乘以第一方向采样点间距平方再除以所述牛顿环条纹图对应的入射光波长与所述第一调频率之积以计算出牛顿环在第一方向上的半径；以及，将所述第一方向信号长度乘以所述第一频率参数乘以第一方向采样点间距再除以二与所述第一调频率之积的负数计算为牛顿环的中心在第一方向的坐标。在上述物理参数估计方法中，至少根据所述第一幅度峰值对应的第一调频率参数和第一频率参数、以及所述第二幅度峰值对应的第二调频率参数和第二频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数进一步包括：将所述牛顿环在第一方向与第二方向上的半径之和除以二计算为产生所述牛顿环的平凸透镜的曲率半径。在上述物理参数估计方法中，所述离散线性调频傅里叶变换的采样频率的分母为采样点数目。在上述物理参数估计方法中，在读取对一被测件执行干涉测量所得到的牛顿环条纹图之后，进一步包括：从所述牛顿环条纹图中去除背景强度。在上述物理参数估计方法中，在从所述牛顿环条纹图中去除背景强度之后，进一步包括：将去除所述背景强度之后的牛顿环条纹图中的所述第一方向像素集合的强度分布信号从实数形式转换为复数形式。在上述物理参数估计方法中，在至少根据所述第一幅度峰值对应的所述第一调频率参数和所述第一频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数之后，进一步包括：将所述估计出的物理参数作为最小二乘法的初始值，使用所述牛顿环条纹图的强度分布模型和所述牛顿环条纹图中的像素强度值来对所述物理参数进行修正。在上述物理参数估计方法中，进一步包括：将估计出的物理参数与一基准的物理参数进行比较，以确定两者之间的差值；判断所述差值是否大于或等于预定阈值；以及，响应于所述差值大于或等于所述预定阈值，确定所述被测件不符合器件规范，否则，确定所述被测件符合所述器件规范。在上述物理参数估计方法中，所述被测件是具有待测端面的光纤连接器，并且所述物理参数包括所述端面的曲率半径和顶点位置。根据本申请的另一方面，提供了一种物理参数估计方法，包括：读取对一被测件执行干涉测量所得到的干涉条纹图，所述干涉条纹图具有二次相位；获取所述干涉条纹图的行方向信号个数、行方向信号长度、列方向信号个数和列方向信号长度；针对每个所述行方向信号，基于所述行方向信号长度范围内的每个行调频率参数，对所述行方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述干涉条纹图的每个行方向信号在每个行调频率参数下的行方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的行幅度谱，所述行方向像素集合包括行方向上的一排像素；基于所述行幅度谱确定行幅度峰值所对应的行调频率参数和行频率参数；针对每个所述列方向信号，基于所述列方向信号长度范围内的每个列调频率参数，对所述列方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述干涉条纹图的每个列方向信号在每个列调频率参数下的列方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的列幅度谱，所述列方向像素集合包括列方向上的一排像素；基于所述列幅度谱确定列幅度峰值所对应的列调频率参数和列频率参数；以及，至少根据所述行调频率参数、所述行频率参数、所述列调频率参数和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理参数估计方法，包括：读取对一被测件执行干涉测量所得到的牛顿环条纹图；获取所述牛顿环条纹图的第一方向信号个数和第一方向信号长度；针对每个所述第一方向信号，基于所述第一方向信号长度范围内的每个第一调频率参数，对所述第一方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述牛顿环条纹图的每个第一方向信号在每个第一调频率参数下的第一方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的第一幅度谱，所述第一方向像素集合包括第一方向中的一排像素，所述第一方向为所述牛顿环条纹图的行方向和列方向之一；基于所述第一幅度谱确定第一幅度峰值所对应的第一调频率参数和第一频率参数；以及至少根据所述第一幅度峰值对应的所述第一调频率参数和所述第一频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。

【技术特征摘要】
2018.12.17 CN 20181154065671.一种物理参数估计方法，包括：读取对一被测件执行干涉测量所得到的牛顿环条纹图；获取所述牛顿环条纹图的第一方向信号个数和第一方向信号长度；针对每个所述第一方向信号，基于所述第一方向信号长度范围内的每个第一调频率参数，对所述第一方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述牛顿环条纹图的每个第一方向信号在每个第一调频率参数下的第一方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的第一幅度谱，所述第一方向像素集合包括第一方向中的一排像素，所述第一方向为所述牛顿环条纹图的行方向和列方向之一；基于所述第一幅度谱确定第一幅度峰值所对应的第一调频率参数和第一频率参数；以及至少根据所述第一幅度峰值对应的所述第一调频率参数和所述第一频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。2.如权利要求1所述的物理参数估计方法，进一步包括：获取所述牛顿环条纹图的第二方向信号个数和第二方向信号长度；针对每个所述第二方向信号，基于所述第二方向信号长度范围内的每个第二调频率参数，对所述第二方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述牛顿环条纹图的每个第二方向信号在每个第二调频率参数下的第二方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的第二幅度谱，所述第二方向像素集合包括第二方向中的一排像素，所述第二方向为所述牛顿环条纹图的行方向和列方向中的另外一个；基于所述第二幅度谱确定第二幅度峰值所对应的第二调频率参数和第二频率参数；以及至少根据所述第一幅度峰值对应的第一调频率参数和第一频率参数、以及所述第二幅度峰值对应的第二调频率参数和第二频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。3.如权利要求2所述的物理参数估计方法，其中，至少根据所述第一幅度峰值对应的第一调频率参数和第一频率参数、以及所述第二幅度峰值对应的第二调频率参数和第二频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数包括：将所述第一方向信号长度的平方乘以第一方向采样点间距平方再除以所述牛顿环条纹图对应的入射光波长与所述第一调频率之积以计算出牛顿环在第一方向上的半径；以及将所述第一方向信号长度乘以所述第一频率参数乘以第一方向采样点间距再除以二与所述第一调频率之积的负数计算为牛顿环的中心在第一方向的坐标。4.如权利要求3所述的物理参数估计方法，其中，至少根据所述第一幅度峰值对应的第一调频率参数和第一频率参数、以及所述第二幅度峰值对应的第二调频率参数和第二频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数进一步包括：将所述牛顿环在第一方向与第二方向上的半径之和除以二计算为产生所述牛顿环的平凸透镜的曲率半径。5.如权利要求1所述的物理参数估计方法，其中，所述离散线性调频傅里叶变换的采样频率的分母为采样点数目。6.如权利要求1所述的物理参数估计方法，其中，在读取对一被测件执行干涉测量所得到的牛顿环条纹图之后，进一步包括：从所述牛顿环条纹图中去除背景强度。7.如权利要求6所述的物理参数估计方法，其中，在从所述牛顿环条纹图中去除背景强度之后，进一步包括：将去除所述背景强度之后的牛顿环条纹图中的所述第一方向像素集合的强度分布信号从实数形式转换为复数形式。8.如权利要求1所述的物理参数估计方法，其中，在至少根据所述第一幅度峰值对应的所述第一调频率参数和所述第一频率参数来估计所述干涉测量中涉及的物理参数之后，进一步包括：将所述估计出的物理参数作为最小二乘法的初始值，使用所述牛顿环条纹图的强度分布模型和所述牛顿环条纹图中的像素强度值来对所述物理参数进行修正。9.如权利要求1所述的物理参数估计方法，进一步包括：将估计出的物理参数与一基准的物理参数进行比较，以确定两者之间的差值；判断所述差值是否大于或等于预定阈值；以及响应于所述差值大于或等于所述预定阈值，确定所述被测件不符合器件规范，否则，确定所述被测件符合所述器件规范。10.如权利要求9所述的物理参数估计方法，其中，所述被测件是具有待测端面的光纤连接器，并且所述物理参数包括所述端面的曲率半径和顶点位置。11.一种物理参数估计方法，包括：读取对一被测件执行干涉测量所得到的干涉条纹图，所述干涉条纹图具有二次相位；获取所述干涉条纹图的行方向信号个数、行方向信号长度、列方向信号个数和列方向信号长度；针对每个所述行方向信号，基于所述行方向信号长度范围内的每个行调频率参数，对所述行方向信号进行离散线性调频傅里叶变换(DCFT)，以获得所述干涉条纹图的每个行方向信号在每个行调频率参数下的行方向像素集合的强度分布信号在DCFT域中的行幅度谱，所述行方向像素集合包括行方向上的一排像素；基于所述行幅度谱确定行幅度峰值所对应的行调频率参数和行频率参数；针对每个所述列方向信号，基于所述列方向信号长度范围内的每个列调频率参数，对所述列方...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁溟峰，武进敏，熊坤，夏香根，张峰，陶然，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11