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、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；在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算该条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱，该第一方向像素集合包括第一方向中的一排像素，该第一方向为该条纹图的行方向和列方向之一；根据在每个分数阶傅里叶变换阶次下计算出的幅度谱来确定该至少一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次；以及至少根据该匹配阶次来估计该干涉测量中涉及的物理参数。因此，即使在干涉条纹图存在噪声和干扰的情况下，仍然可以以很高的精度来估计被测件的物理参数。

【技术实现步骤摘要】

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。
技术实现思路
然而，通过分析发现，该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。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、装置、电子设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质，其使得即使在干涉条纹图存在噪声和干扰的情况下，仍然可以以很高的精度来估计被测件的物理参数。根据本申请的一个方面，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；在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱，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；根据在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下计算出的幅度谱来确定所述至少一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次；以及至少根据所述匹配阶次来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。在本申请的一个实施例中，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，所述方法还包括：从所述牛顿环条纹图中去除背景强度。在本申请的一个实施例中，在从所述牛顿环条纹图中去除背景强度之后，所述方法还包括：将去除所述背景强度之后的牛顿环条纹图中的所述至少一个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。在本申请的一个实施例中，在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱之前，所述方法还包括：根据不同的测试环境和要求，确定所述干涉测量中涉及的物理参数中的至少一些参数的范围；根据所述至少一些参数的范围来确定分数阶傅里叶变换阶次的取值范围；以及通过适当的步长对所述取值范围进行划分，以确定所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围。在本申请的一个实施例中，所述至少一个第一方向像素集合包括仅仅一个第一方向像素集合，并且在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱，包括：针对所述一个第一方向像素集合，在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，分别对所述一个第一方向像素集合的强度分布信号执行一维分数阶傅里叶变换，以获得所述一个第一方向像素集合的强度分布信号分别在每个分数阶傅里叶变换阶次下的一维分数阶傅里叶域的一维幅度谱。在本申请的一个实施例中，根据在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下计算出的幅度谱来确定所述至少一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次包括：针对所述一个第一方向像素集合，从在每个分数阶傅里叶变换阶次下获得的每个一维幅度谱中确定所述一维幅度谱的幅度峰值；在所有一维幅度谱中寻找具有最大幅度峰值的一维幅度谱；以及将所述具有最大幅度峰值的一维幅度谱所对应的分数阶傅里叶变换阶次确定为所述一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次。在本申请的一个实施例中，所述至少一个第一方向像素集合包括多个第一方向像素集合，并且在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱，包括：针对所述多个第一方向像素集合中的每个第一方向像素集合，分别在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，分别对所述第一方向像素集合的强度分布信号执行一维分数阶傅里叶变换，以获得所述第一方向像素集合的强度分布信号分别在每个分数阶傅里叶变换阶次下的一维分数阶傅里叶域的一维幅度谱。在本申请的一个实施例中，根据在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下计算出的幅度谱来确定所述至少一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次包括：针对所述多个第一方向像素集合中的每个第一方向像素集合，从在每个分数阶傅里叶变换阶次下获得的每个一维幅度谱中确定所述一维幅度谱的幅度峰值；在所有一维幅度谱中寻找具有最大幅度峰值的一维幅度谱；和将所述具有最大幅度峰值的一维幅度谱所对应的分数阶傅里叶变换阶次确定为所述第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次；以及对所述多个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次求平均来确定所述多个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次。在本申请的一个实施例中，至少根据所述匹配阶次来估计所述干涉测量中涉及的物理参数包括：在所述具有最大幅度峰值的一维幅度谱中确定所述最大幅度峰值位于一维分数阶傅里叶域的第一坐标；以及根据所述匹配阶次和所述第一坐标来确定所述牛顿环条纹图的圆心位置的第一坐标，所述圆心位置的第一坐标为所述第一方向上的坐标。在本申请的一个实施例中，至少根据所述匹配阶次来估计所述干涉测量中涉及的物理参数还包括：在所述匹配阶次下，对所述牛顿环条纹图中的第二方向像素集合的强度分布信号执行一维分数阶傅里叶变换，以获得所述第二方向像素集合的强度分布信号在所述匹配阶次下的一维分数阶傅里叶域的一维幅度谱，所述第二方向像素集合包括第二方向中的一排像素，所述第二方向垂直于所述第一方向；在所述一维幅度谱中确定幅度峰值位于一维分数阶傅里叶域的第二坐标；以及根据所述匹配阶次和所述第二坐标来确定所述牛顿环条纹图的圆心位置的第二坐标，所述圆心位置的第二坐标为所述第二方向上的坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱，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；根据在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下计算出的幅度谱来确定所述至少一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次；以及至少根据所述匹配阶次来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。

【技术特征摘要】
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；在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱，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；根据在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下计算出的幅度谱来确定所述至少一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次；以及至少根据所述匹配阶次来估计所述干涉测量中涉及的物理参数。2.根据权利要求1的方法，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，还包括：从所述牛顿环条纹图中去除背景强度。3.根据权利要求2的方法，在从所述牛顿环条纹图中去除背景强度之后，还包括：将去除所述背景强度之后的牛顿环条纹图中的所述至少一个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。4.根据权利要求1的方法，在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱之前，还包括：根据不同的测试环境和要求，确定所述干涉测量中涉及的物理参数中的至少一些参数的范围；根据所述至少一些参数的范围来确定分数阶傅里叶变换阶次的取值范围；以及通过适当的步长对所述取值范围进行划分，以确定所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围。5.根据权利要求1的方法，其中，所述至少一个第一方向像素集合包括仅仅一个第一方向像素集合，并且在分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，计算所述牛顿环条纹图中的至少一个第一方向像素集合的强度分布信号在分数阶傅里叶域中的幅度谱，包括：针对所述一个第一方向像素集合，在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下，分别对所述一个第一方向像素集合的强度分布信号执行一维分数阶傅里叶变换，以获得所述一个第一方向像素集合的强度分布信号分别在每个分数阶傅里叶变换阶次下的一维分数阶傅里叶域的一维幅度谱。6.根据权利要求5的方法，其中，根据在所述分数阶傅里叶变换阶次搜索范围内的每个分数阶傅里叶变换阶次下计算出的幅度谱来确定所述至少一个第一方向像素集合的强度分布信号的匹配阶次包括：针对所述一个第一方向像素集合，从在每个分数阶傅里叶变换阶次下获得的每个一维幅度谱中确定所述一维幅度谱的幅度峰值；在所有一维幅度谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁溟峰，武进敏，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