一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，包括如下步骤：1：获取表面扫描干涉三维信号；2：对三维信号进行三维傅立叶变换获取其三维频谱；3：从三维频谱中提取变焦显微成像信号频谱；4：对变焦显微成像信号频谱做三维傅立叶逆变换获取三维变焦显微图像；5：通过变焦显微表面重构算法获取表面形貌。本发明专利技术利用相干扫描干涉图中的干涉信号与变焦显微成像信号在三维频谱中的可分离性，获取相干扫描干涉成像中的三维变焦显微信号，最终通过变焦显微表面重构算法获取表面形貌，提高了相干扫描干涉仪对极粗糙表面、大倾角和垂直表面的形貌测量能力。直表面的形貌测量能力。直表面的形貌测量能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法


[0001]本专利技术涉及精密光学测量工程
，特别是涉及一种适用于相干扫描干涉仪的变焦显微表面重构方法。

技术介绍

[0002]随着光学、集成电路、航空航天、新能源汽车、医疗器械等高端制造领域的发展，对高端零部件的质量和制造精度要求不断提高，元器件不断微型化，功能性表面不断复杂化，这都对产品表面形貌的检测能力和精度提出了更高的要求。为了实现高效率测量并避免表面损伤，通常使用光学方法进行表面形貌进行测量，以相干扫描干涉仪、共焦显微镜和变焦显微镜为主。然而单一测量方式通常难以满足各类功能性表面的测量需要，例如包含不同材料成分和复杂几何形貌的表面。在测量极粗糙表面时，相干扫描干涉仪产生的干涉信号信噪比较低，条纹密度大，对比度差，因此可能导致测量精度大幅降低。变焦显微镜依赖光强信息(而非相位信息)进行测量，其对测量极粗糙表面以及大倾角表面有更高的鲁棒性。所以，在一套系统中结合这两种测量方法能够有效提高测量复杂表面的精度和鲁棒性。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，使用一套相干扫描干涉仪，实现相干扫描干涉和变焦显微俩种表面测量方法，变焦显微表面重构方法包括如下步骤：(1.1)使用扫描位移台获取三维干涉信号；(1.2)对所述的三维干涉图进行预处理约束其在纵向(即光轴方向)的背景光强分布，避免频率混叠现象；(1.3)对所述的预处理好的干涉图进行三维傅立叶变换获取三维干涉图三维频谱；(1.4)从三维频谱中分离变焦显微成像信号频谱；(1.5)对所述的变焦显微成像信号频谱进行三维傅立叶逆变换获取扫描过程中的变焦显微成像信号；(1.6)通过变焦显微表面重构算法获取表面形貌。2.根据权利要求1中所述的一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，步骤(1.1)中扫描位移台可以为压电陶瓷纳米位移台，也可以是机械位移台。3.根据权利要求1中所述的一种基于相干扫描干涉系统的变焦显微表面重构方法，其特征在于，步骤(1.4)中从三维频谱分离变焦显微成像信号频谱的步骤如下：(4.1)通过理论模型仿真变焦显微系统的三维传递函数，其表达式为：其中K为空间频率矢量，k0为波数(即2/，λ为波长)，S(k0)为光谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏榕，刘嘉宇，张政，任明俊，刘世杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：