一种基于空间结构光场的高精度微纳三维形貌测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于空间结构光场的高精度微纳三维形貌测量方法，通过空间光调制器在一定的纵向间隔下依次投影相移图像，投影次数和所投影的具有一定相位差的条纹图一一对应，CCD同步采集到携带物体高度信息的条纹图。在测量中，将计算机预先生成的相位图依次加载到空间光调制器中，并通过光路投影到物体表面，CCD采集到一系列成像图片，对每个像素点纵向提取出其在每幅图中的光强值并绘制出光强曲线，再对光强曲线提取包络线即为成像条纹图的调制度曲线，调制度曲线的峰值位置对应了该像素点聚焦的大致位置，对该位置附近点进行高斯曲线拟合即可得到准确的聚焦位置，从而恢复出物体的三维形貌，具有非扫描、非接触、高精度、速度快等特点。速度快等特点。速度快等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空间结构光场的高精度微纳三维形貌测量方法


[0001]本专利技术属于微纳测量领域，特别涉及一种基于空间结构光场的高精度微纳三维形貌测量方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]当前已有的三维微纳结构测量方法分为光学与非光学测量方法。其中，光学测量方法因其高精度、高效率、无损伤等优点得到了广泛的应用。传统的光学测量方法已经可以达到纳米级别的检测精度，如激光共聚焦法，该方法利用点探测器对物体进行逐点扫描测量，精度很高但是效率很低。此外，白光干涉测量方法利用白光的相干长度短这一原理实现微纳结构三维测量，具有高精度、高效率等特点，但是该方法对于表面形貌变化剧烈的物体无法实现测量。此外，结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空间结构光场的高精度微纳三维形貌测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一：利用Gerchberg
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Saxton算法生成相位全息图，并且根据纵向位置的不同叠加菲涅尔相位；步骤二：通过上位机程序控制空间光调制器依次在具有相同纵向间距的各个平面内投影，每加载一张相位全息图，经过照明光路将一副编码的正弦相移条纹投影到物体表面，若干幅具有一定相位差且在不同纵向位置聚焦的正弦光栅条纹依次被投影，CCD采集到一系列携带有物体高度信息的成像图片，并转化为数字信号存储到计算机中；步骤三：提取出每个像素点在每幅图中的光强，绘制出每个像素点随投影位置变化的光强曲线，然后提取光强曲线的包络曲线即为该像素点的调制度曲线；步骤四：取出调制度曲线峰值所在的投影位置，将该位置作为此像素点的粗略焦面位置，进一步通过对粗略焦面位置附近的曲线进行高斯曲线拟合可得到真实聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩陈浩磊，唐燕，刘磊，位浩杰，金川，孙海峰，成小龙，
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：