一种用于微纳结构表面三维形貌快速测量的双差动型结构光照明显微测量方法技术

本发明专利技术公开了一种用于微纳结构表面三维形貌快速测量的双差动型结构光照明显微测量方法。通过DMD投影编码光场到被测物体表面，采用三个CCD探测路径构建双差动测量方法，对三个探测路径的光强信息进行同步采集。采用相移算法解出三CCD系统所采集的编码光场的调制度分布，将解出的三个不同的调制度分布做双差动运算构建双差动调制度分布，完成调制度分布与高度信息之间的线性区域标定，通过计算出调制度与高度信息之间的关系恢复表面形貌。本发明专利技术提出的双差动调制度响应曲线具有比传统方法更长的线性区域，即本发明专利技术的方法具有更宽的测量范围。

A double differential structured light illumination method for rapid measurement of three-dimensional surface topography of micro nano structure

【技术实现步骤摘要】
一种用于微纳结构表面三维形貌快速测量的双差动型结构光照明显微测量方法
本专利技术属于微纳测量领域，特别涉及一种用于微纳结构表面三维形貌快速测量的双差动型结构光照明显微测量方法。
技术介绍
微纳检测技术是当前微纳领域的一个热点研究方向，也是微纳领域进一步发展的基本保障。微纳器件由于其在微观尺度下所表现的独特性能，在航空航天、生物医药、半导体制造等众多高新
有着广泛的应用。而微纳器件的设计、生产制造、测试等一系列过程都离不开微纳检测技术，三维微纳结构快速测量技术是微纳检测领域的一个重点发展趋势，在实际生产生活中发挥着十分重要的作用。当前对三维微纳结构的测量方法主要有白光干涉测量技术和数字全息测量技术。白光干涉测量技术是利用干涉原理将照射在待测表面的测量光束与照射在参考平面的参考光束之间产生干涉条纹，将光程差以干涉条纹的形式记录下来，干涉条纹中包含了被测表面的形貌信息，通过相位解包裹，可以从干涉条纹图中将高度信息提取出来，完成被测表面的三维形貌恢复。当前，白光干涉方法具有很高的测量精度，但是该方法在测量大粗糙度表面、大曲率表面时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微纳结构表面三维形貌快速测量的双差动型结构光照明显微测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：/n步骤一：通过上位机程序控制压电陶瓷以微小步距垂直扫描标准平面物体，每一次扫描过程中，利用DMD投影N步相移的正弦光栅条纹，利用三CCD双差动测量系统采集被测表面所调制的条纹图，并将其储存在计算机中；/n步骤二：每扫描一次，对三个CCD采集到的条纹图，分别运用N步相移算法解出每一个像素点的调制度值，扫描M次后，得到每个像素点的M帧调制度值；/n步骤三：将三个CCD采集的条纹图的调制度分布，做双差动运算，构建出每一个像素点的双差动调制度曲线；/n步骤四：根据相关理论，提取出双差动调制度曲线的...

【技术特征摘要】
1.一种用于微纳结构表面三维形貌快速测量的双差动型结构光照明显微测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：
步骤一：通过上位机程序控制压电陶瓷以微小步距垂直扫描标准平面物体，每一次扫描过程中，利用DMD投影N步相移的正弦光栅条纹，利用三CCD双差动测量系统采集被测表面所调制的条纹图，并将其储存在计算机中；
步骤二：每扫描一次，对三个CCD采集到的条纹图，分别运用N步相移算法解出每一个像素点的调制度值，扫描M次后，得到每个像素点的M帧调制度值；
步骤三：将三个CCD采集的条纹图的调制度分布，做双差动运算，构建出每一个像素点的双差动调制度曲线；
步骤四：根据相关理论，提取出双差动调制度曲线的线性区域，并标定出线性区域中调制度与表面高度之间的关系；
步骤五：实验中采集被测物体在线性标定范围内某一位置的一系列相移图像，使用相移法解出调制度，并根据前述标定的的线性区域中调制度与表面高度之间的关系，即可完成被测表面的三维重构。


2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩陈浩磊，唐燕，谢仲业，刘磊，刘锡，位浩杰，金川，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51