共焦檢測系統(tǒng)掃描采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究.pdf

1、隨著微電子、微機械、微光學等技術(shù)的發(fā)展，對宏微復合結(jié)構(gòu)樣品的三維非接觸精密測量技術(shù)的需求日益迫切，因此本文對具有光學層析能力與高橫向分辨力特性的共焦掃描檢測技術(shù)中存在的問題開展研究，重點分析了共焦掃描檢測系統(tǒng)中掃描機構(gòu)、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理算法所涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　本課題“共焦檢測系統(tǒng)掃描采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究”主要包含以下研究內(nèi)容：
　?。?）針對宏微復合結(jié)構(gòu)樣品幾何特征參數(shù)測量的要求，搭建了共焦掃描檢測系統(tǒng)中的三

2、維掃描機構(gòu)，利用具有微米級位移分辨力的步進電機與具有納米級位移分辨力的壓電陶瓷實現(xiàn)宏微結(jié)合三維掃描；通過對步進電機與壓電陶瓷坐標系不重合的影響的分析，進行坐標系調(diào)校，并對測量結(jié)果的坐標數(shù)據(jù)進行補償。
　?。?）通過對光敏二極管、雪崩光電二極管、光電倍增管的特性分析，并結(jié)合對現(xiàn)有共焦掃描檢測系統(tǒng)的掃描速度、信號強弱等特性的研究，設(shè)計了光電轉(zhuǎn)換模塊，并進行了典型參數(shù)測量實驗，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集功能。
　?。?）基于LabVIEW編寫

3、了共焦掃描檢測系統(tǒng)配套軟件，實現(xiàn)了對壓電陶瓷與步進電機的上位機控制、同步觸發(fā)數(shù)據(jù)采集處理和測量結(jié)果的三維顯示等功能。
　?。?）針對共焦檢測軸向響應特性曲線存在偽峰干擾的問題，采用偽峰剔除濾波算法，并利用二維相關(guān)運算實現(xiàn)了多子區(qū)域的拼接。實驗表明，對周期3μm高度500nm的標準光柵測量數(shù)據(jù)進行濾波處理后，測量誤差分別為0.07μm和17nm；對微加速計樣品實現(xiàn)了9子區(qū)域有效拼接測量，測量區(qū)域達到220μm×220μm，并可進一步