【技术实现步骤摘要】
一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法及系统
本专利技术是一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法及系统，属于微纳结构三维表面形貌测量领域。
技术介绍
目前，基于微纳结构的多功能器件在多个领域得到广泛应用，如微光学器件、人工超材料、太赫兹器件以及MEMS传感器等等。值得注意的是，微纳结构的功能特性往往与其表面形貌特征密切相关。因此，针对微纳结构的三维表面形貌特征进行精密测量是指导微纳结构加工的重要手段，也是保证微纳结构性能的重要加工测试环节。光学干涉测量作为一种高效、非接触的测量方法，既能保护样品在测量过程中免受划伤，又能实现较高测量精度，因此被广泛应用于微纳结构表面形貌测量领域。传统的相移干涉方法虽然能够进行亚纳米量级精度的测量，但是作为一种单色光相干测量，其有效量程不能超过λ/4，应用领域受到一定限制。在此基础之上，研究人员又开发了基于宽光谱的相干测量方法，由于其相干长度较短，测量范围通常可以达到数百微米，能够满足大多数微纳结构表面形貌测量需求，因此该方法在微纳结构测量领域被广泛应用。通过宽光谱相干进行微纳...
【技术保护点】
1.一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法，包括来自宽光谱光源的光经过聚光镜后产生平行入射光，经过分束器后产生一束反射到参考镜面的参考光以及一束透射到被测物体表面的测量光，两束光相互干涉后，在CCD相机上形成干涉条纹图像；通过控制系统驱动微动台对被测物体进行纵向扫描采样，保持恒定的采样间距，通过CCD相机记录每一个采样点的干涉条纹图像，直至采样完成形成一系列的干涉条纹图像；采用时域频域联合分析方法，基于干涉条纹图像求解得到每个像素点的表面形貌高度，从而测量出被测物体三维表面形貌；/n其特征在于，所述时域频域联合分析方法包括以下步骤：/nS1、对被测微纳结构进行纵向扫描采样，...
【技术特征摘要】
1.一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法，包括来自宽光谱光源的光经过聚光镜后产生平行入射光，经过分束器后产生一束反射到参考镜面的参考光以及一束透射到被测物体表面的测量光，两束光相互干涉后，在CCD相机上形成干涉条纹图像；通过控制系统驱动微动台对被测物体进行纵向扫描采样，保持恒定的采样间距，通过CCD相机记录每一个采样点的干涉条纹图像，直至采样完成形成一系列的干涉条纹图像；采用时域频域联合分析方法，基于干涉条纹图像求解得到每个像素点的表面形貌高度，从而测量出被测物体三维表面形貌；
其特征在于，所述时域频域联合分析方法包括以下步骤：
S1、对被测微纳结构进行纵向扫描采样，获取一系列宽光谱干涉条纹图像，并针对图像中每个像素点提取其对应的纵向扫描光强信号；
S2、对每个像素点的扫描信号分别进行时域调制度分析，提取出扫描信号的调制度曲线，并通过调制度极大值点确定出靠近零光程差的采样点位置；
S3、以靠近零光程差的采样点位置为中心点，从原始扫描信号中提取一段相对于中心点对称的扫描信号，确定该对称扫描信号的扫描起始点位置；
S4、对提取出的对称扫描信号进行空间频域分析，并利用频谱相位信息确定零光程差点的相对位置，即确定零光程差点相对于对称信号起始点的偏移距离；
S5、结合原始信号中调制度极大值点的位置以及对称信号中零光程差点相对于对称信号起始点的偏移距离，联合求解得到每个像素点的表面形貌高度。
2.根据权利要求1所述的一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法，其特征在于，所述步骤S2包括对光强分布I(x，y，z)进行傅里叶变换，通过滤波窗口提取正频旁瓣信息并进行傅里叶逆变换，进而得到信号的包络函数，包络函数的极大值点也就是调制度极大值点的采样点位置。
3.根据权利要求2所述的一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法，其特征在于，所述光强分布I(x，y，z)表示为：
式中，Ibackground代表背景光强，IM代表干涉信号光强调制度，Δ代表测量光束与参考光束之间的光程差，λ0代表中心波长。
4.根据权利要求2所述的一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法，其特征在于，所述调制度曲线的表达公式包括：
其中，F代表调制度曲线，M代表干涉信号正频旁瓣信息。
5.根据权利要求1所述的一种时域频域联合分析宽光谱相干测量方法，其特征在于，所述中心点位置为距离零光程差点最近的采样点位置，即调制度...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓钦元，付蔚，孙雄，张焱，侯杰，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。