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题名	移相干涉面形测量技术的研究
作者	彭震君
学位类别	硕士
答辩日期	2003
授予单位	中国科学院上海光学精密机械研究所
导师	王向朝
关键词	面形测量 激光干涉仪 移相干涉术
其他题名	Study on surface profile measurement based on phase-shifting interferometry
中文摘要	随着高密度存储技术、大规模集成电路制造技术、微电子机械系统(MEMS ) ,精密制造、精密加工等技术的飞速发展，特别是大规模集成电路制造技术的迅速发展，对面形测量技术提出了越来越高的要求。光学干涉}!}il量技术由于其非接触，高精度和高灵敏度等特点，在面形测量领域得到了广泛的应用。在各种面形干涉测量技术中，移相干涉面形测量技术结构简单、调制方便、精度高，一直是高精度面形测量领域研究热点之一。本文对移相干涉面形测量的关键技术—相位提取技术与相位展开技术进行了详细讨论。如何消除主值相位图中的噪声对相位展开结果的影响是移相干涉面形测量的关键问题。这一问题虽被广泛研究，但至今仍未很好解决。本文把智能最优化技术中的模拟退火技术应用到相位展开中来，提出了基于模拟退火算法的相位展开方法。数值模拟和实验均证明，在主值相位图带有大量噪声的情况下，此相位展开方法仍可以成功地实现相位展开，重构物体表面形貌。在相位展开算法中，去噪声能力和处理速度常常是一对矛盾。本文提出了一种基于相位分布特征的相位跳变区域划分方法，该方法对相位跳变区域划分准确、快速。在此基础上提出了基于相位跳变区域划分的相位展开方法。此相位展开方法处理速度快，克服噪声能力也很强，具有较好的实用性。这些相位展开技术增强了移相干涉面形测量技术的抗噪声干扰能力，提高了测量精度。基于移相干涉面形测量技术，我们建立了一套光纤连接器端面测量装置。通过纳米精度地测量光纤连接器端面形貌，高精度地给出了光纤连接器端面的曲率半径、顶点偏移、光纤高度等几何参数。
英文摘要	With the progress in the fields of high-density data storage, micro-electro-mechanical system, semiconductor industry, and fine achine manufacture, high-precision surface profile measurements become increasingly important. The phase-shifting interferometry for surface profile measurements has been widely studied because of its advantages of high accuracy, simple modulation and compact configuration. In the phase-shifting interferometry, high noise in wrapped phase signal will induce phase unwrapping errors. How to unwrap high-noisy wrapped phase signal has been a knotty problem. Aiming at this problem, we propose a phase unwrapping method based on simulated annealing algorithm. Computer simulation and experimental results make it clear that the method can effectively unwrap the high-noisy wrapped phase, and reconstruct the surface of the detected object. How to improve phase unwrapping operating speed is anther critical problem in phase-shifting interferometry. Unfortunately, the reduction of noise and improvement of the operating speed can be not obtained simultaneously in general phase unwrapping algorithms. We propose a phase unwrapping method based on segmenting regions containing phase jumps. It has high noise-reduction ability; at the same time its operating time is very short. This algorithm is applied in the experiments of measuring the surface profile of a fiber connector endface. The time of phase unwrapping is only several seconds.
语种	中文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/16838]
专题	上海光学精密机械研究所_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	彭震君. 移相干涉面形测量技术的研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2003.

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