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表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究
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表面微观形貌测量中相移干涉术的算法与实验研究
论文目录
 
中文摘要第1-1 页
Abstracts第1-10 页
第一章 概 述第10-26 页
　　1．1 选题意义及背景第10-12 页
　　1．2 表面微观形貌测量技术概述第12-21 页
　　　　1．2．1 机械触针轮廓仪第12-14 页
　　　　1．2．2 光学探针轮廓仪第14 页
　　　　1．2．3 光学轮廓仪第14-19 页
　　　　1．2．4 扫描电子显微镜SEM第19 页
　　　　1．2．5 扫描遂道显微镜STM及原子力显微镜AFM第19-21 页
　　1．3 微观表面形貌测量技术研究现状及发展趋势第21 页
　　1．4 本论文的目的及内容第21-26 页
　　　　参考文献第22-26 页
第二章 相移干涉显微术测量原理第26-42 页
　　2．1 干涉显微镜第26-27 页
　　2．2 相移干涉术第27-32 页
　　　　2．2．1 步进相移干涉术原理第28-30 页
　　　　2．2．2 线性连续相移干涉术原理第30-32 页
　　2．3 最佳采样方式第32-34 页
　　2．4 移相方法第34-37 页
　　2．5 表面形貌相位计算第37-39 页
　　　　2．5．1 相位提取算法第37 页
　　　　2．5．2 相位去包裹算法第37-39 页
　　2．6 影响测量误差的主要因素第39-42 页
　　　　参考文献第40-42 页
第三章 相位提取算法研究第42-73 页
　　3．1 经典相位提取算法第42-44 页
　　　　3．1．1 最小二乘算法第42-43 页
　　　　3．1．2 同步检测算法第43 页
　　　　3．1．3 权重最小二乘算法第43-44 页
　　3．2 快速相位提取算法第44-54 页
　　　　3．2．1 传统快速相位提取算法第44-45 页
　　　　3．2．2 传统快速相位提取算法精度分析第45-48 页
　　　　3．2．3 改进快速相位提取算法第48-51 页
　　　　3．2．4 本文提出的快速相位提取算法极其分析第51-54 页
　　3．3 特征多项式相位提取算法设计分析理论第54-63 页
　　　　3．3．1 特征多项式第55-56 页
　　　　3．3．2 高次谐波不敏感性分析第56 页
　　　　3．3．3 多项式的离散傅立叶变换第56-59 页
　　　　3．3．4 利用特征多项式构造算式第59-63 页
　　3．4 非线性相移误差不敏感算法第63-73 页
　　　　3．4．1 基于Lissajous图的最小二乘拟合算法第63-67 页
　　　　3．4．2 本文对基于Lissajous图的相位提取算法的改进和发展第67-70 页
　　　　本章小结第70 页
　　　　参考文献第70-73 页
第四章 相位去包裹算法研究第73-97 页
　　4．1 传统相位去包裹的数学描述第73-76 页
　　　　4．1．1 一维数学模型第73-75 页
　　　　4．1．2 二维数学模型第75-76 页
　　4．2 快速离散余弦变换去包裹算法第76-84 页
　　　　4．2．1 二维的非权重去包裹算法模型第77-80 页
　　　　4．2．2 二维权重相位去包裹算法模型第80-84 页
　　4．3 新提出的相位去包裹算法第84-97 页
　　　　4．3．1 基于参考相位阈值的相位去包裹算法第84-86 页
　　　　4．3．2 基于一维离散余弦变换的相位去包裹算法第86 页
　　　　4．3．3 运用Zernike多项式的相位去包裹算法第86-92 页
　　　　4．3．4 基于相位跳变线估测的相位去包裹算法第92-93 页
　　　　4．3．5 基于理想平面拟合的相位去包裹算法第93-94 页
　　　　本章小结第94 页
　　　　参考文献第94-97 页
第五章 相移干涉显微测量系统第97-115 页
　　5．1 测量系统组成第97-100 页
　　　　5．1．1 微分干涉相衬显微镜第98-99 页
　　　　5．1．2 图像采集电路第99-100 页
　　　　5．1．3 相移驱动系统第100 页
　　5．2 相移干涉显微成象光路第100-106 页
　　　　5．2．1 光路结构第101 页
　　　　5．2．2 数学模型第101-104 页
　　　　5．2．3 被测相位第104-105 页
　　　　5．2．4 干涉图象第105-106 页
　　5．3 测量数据处理第106-111 页
　　　　5．3．1 形貌计算第106-108 页
　　　　5．3．2 粗糙度参数的定义及计算第108-111 页
　　5．4 测量流程及软件框图第111-115 页
　　　　本章小结第113 页
　　　　参考文献第113-115 页
第六章 实验及结果第115-147 页
　　6．1 测量系统光路的调整第115-117 页
　　　　6．1．1 检偏器零位的调整第115-116 页
　　　　6．1．2 1/4波片快轴方向的调整第116 页
　　　　6．1．3 Nomarski棱镜剪切方向的调整第116 页
　　　　6．1．4 Nomarski棱镜零位的调整第116-117 页
　　6．2 工作台倾斜的软件调平第117-118 页
　　6．3 图像滤波与平滑第118-122 页
　　6．4 典型试件测量实例第122-124 页
　　6．5 相位去包裹实验第124-131 页
　　　　6．5．1 原理包裹的去除第124-126 页
　　　　6．5．2 噪声包裹的去除第126-131 页
　　6．6 Ra测量对比实验第131-134 页
　　6．7 系统的分辨率第134-135 页
　　6．8 系统的测量范围第135-138 页
　　　　6．8．1 差分及斜率测量范围第136-137 页
　　　　6．8．2 表面高度测量范围第137-138 页
　　　　6．8．3 粗糙度测量范围第138 页
　　6．9 系统的重复测量精度第138-145 页
　　　　6．9．1 表面形貌高度的重复测量精度第138-144 页
　　　　6．9．2 Ra重复测量精度第144 页
　　　　6．9．2 Ra重复测量精度第144-145 页
　　6．10 系统的稳定性第145-147 页
　　　　本章小结第145-146 页
　　　　参考文献第146-147 页
第七章 误差及精度分析第147-175 页
　　7．1 相位测量精度分析第147-153 页
　　　　7．1．1 四分之一波片的相位延迟误差第147-148 页
　　　　7．1．2 四分之一波片的方位角误差第148-151 页
　　　　7．1．3 检偏器转角误差（移相误差）第151-153 页
　　7．2 应用相位提取算法减小和消除相位测量误差第153-164 页
　　　　7．2．1 半周期四帧相位提取算法第153-157 页
　　　　7．2．2 无图象平滑滤波时相位提取算法实验验证第157-161 页
　　　　7．2．3 有图象平滑滤波时相位提取算法实验验证第161-164 页
　　7．3 测量系统的表面形貌计算误差第164-165 页
　　7．4 Normaski棱镜对测量结果的影响第165-166 页
　　7．5 测量系统的其它误差分析第166-175 页
　　　　7．5．1 光源的影响第166-167 页
　　　　7．5．2 数据量化误差的影响第167 页
　　　　7．5．3 显微物镜数值孔径的影响第167-168 页
　　　　7．5．4 采样间隔的影响第168 页
　　　　7．5．5 样品倾斜对测量结果的影响第168-169 页
　　　　7．5．6 离焦对测量结果的影响第169-172 页
　　　　7．5．7 被测表面反射率及光波透入深度的影响第172-173 页
　　　　本章小结第173 页
　　　　参考文献第173-175 页
第八章 总结与展望第175-179 页
　　8．1 主要研究工作总结第175-176 页
　　8．2 论文的创新点第176-177 页
　　8．3 测量系统的技术特点及推广应用前景第177-179 页
攻读博士学位期间发表论文汇总第179-180 页
致谢第180 页

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