基于数字全息显微术三维表面形貌测量技术的研究

《基于数字全息显微术三维表面形貌测量技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M200970581学校代码10487密级硕士学位论文基于数字全息显微术的三维表面形貌测量技术研究学位申请人：游雾学科专业：精密仪器及机械指导教师：刘晓军教授蒋向前教授答辩日期：2012年01月09日AThesisSubmittedinFullyFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDigitalholographicmicroscopyfor3DsurfacetexturemeasurementCandidate:YouWuMajor:

2、PrecisionInstrument&MachinerySupervisors:Prof.LiuXiaojunProf.JiangXiangqianHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着机械工业、半导体工业和生物技术的发展，超精密加

4、工、纳米技术、微机电系统、活体细胞工程等都对微纳尺度的三维表面形貌测量提出了更高的要求，需要具有实时动态观测特性、高分辨率及大量程的三维表面形貌精密测量仪器。数字全息术是一种基于光波衍射和干涉原理的成像与测量技术，它可以同时获取物光波的振幅和相位信息，得出被测物的三维形貌，同时具有非接触、实时、大景深、高分辨率和相衬成像的优点，能广泛应用于微纳表面测量、微机电结构特性分析、微粒检测、细胞生物学等方面。本文围绕数字全息显微三维表面形貌精密测量技术展开研究，主要工作有：分析了数字全息记录与重建过程的物理光学原理，进行了数字全息的数学建

5、模。基于建立的数学模型，对同轴数字全息术和离轴数字全息术的记录与再现过程进行了软件仿真。根据采样定理和频谱分离要求，分别推导了离轴数字全息记录光路的各种参数设定条件。开展了离轴数字全息记录光路的测试实验，验证了离轴数字全息光路设计的参数设定条件，进一步改进优化了光路设计。搭建了基于平面波照明的离轴数字全息显微测量系统，利用菲涅耳重建算法和角谱重建算法分别获得了较为理想的测量结果，其重建的横向测量参数与纵向测量参数与标准值均有良好的一致性。关键词：数字全息术，三维显微术，表面形貌测量，菲涅耳算法，角谱算法I华中科技大学硕士学位论文A

6、bstractAlongwiththedevelopmentofmachineryindustry,semiconductorindustryandbiotechnology,ultra-precisionprocessing,nano-technology,micro-electromechanicalsystemsandliving-cellsengineeringareputtingforwardhigherrequeststothethree-dimensionalmeasurementofmicro-nanosurfac

7、etomography.Preciseinstrumentsofthree-dimensionalsurfacetomographymusthavethecharacteristicsofreal-timedynamicobservation,highverticalandlateralresolutionsandwidemeasurementrange.Digitalholographyisanimagingandmeasuringtechnologybasedontheprincipleofdiffractionandinte

8、rferenceprincipleoflight,whichcangetthewaves’amplitudeandphaseinformationatthesametime.Thethree-dimensionaltopographyoftheob