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基于并行共聚焦显微系统的物方差动轴向测量
被引量：
10
1
作者
刘志群
易定容
+3 位作者
孔令华
张勇贞
刘婷
王梓
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1449-1457,共9页
差动共聚焦显微成像技术可以获得很高的轴向测量精度,然而已有的差动共聚焦测量技术主要适用于激光扫描共聚焦,还不能满足微纳加工过程中对工件进行非接触式的在线、在位测量的要求。本文在分析差动共聚焦显微成像系统能够实现轴向测量...
差动共聚焦显微成像技术可以获得很高的轴向测量精度,然而已有的差动共聚焦测量技术主要适用于激光扫描共聚焦,还不能满足微纳加工过程中对工件进行非接触式的在线、在位测量的要求。本文在分析差动共聚焦显微成像系统能够实现轴向测量原理的基础上,提出了适用于并行共聚焦技术的轴向测量方法。该方法利用均匀白光照明,在像方只需要使用一台相机做探测器,在物方通过移动载物台分别对样品在焦前和焦后两次成像,根据预先刻度好的差动曲线就可以得出物体表面的高度。理论模拟与实验结果均表明,该方法可以实现高精度的轴向测量,对500nm的台阶样品测量的平均误差为2.9nm,相对误差为0.58%。该方法简单、廉价、测量精度高,可以用于普通显微镜,易于实现样品的三维快速形貌还原与测量。
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关键词
三维形貌测量
物方差动
共焦
并行轴向测量
非接触式
数字微镜器件
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职称材料
结构光照明并行物方差动快速测量方法研究
被引量：
4
2
作者
刘志群
易定容
+2 位作者
孔令华
王文琪
刘婷
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第12期2987-2993,共7页
激光扫描差动共聚焦显微测量方法具有纳米量级的轴向测量精度,然而信号在离焦位置获取,横向分辨率较低,而且使用激光逐点扫描方式,测量速度慢;基于空间光相位调制的结构光照明显微成像方法,可以实现超分辨率成像,但不具备高的轴向测量精...
激光扫描差动共聚焦显微测量方法具有纳米量级的轴向测量精度,然而信号在离焦位置获取,横向分辨率较低,而且使用激光逐点扫描方式,测量速度慢;基于空间光相位调制的结构光照明显微成像方法,可以实现超分辨率成像,但不具备高的轴向测量精度,因此这两种方法都不能满足微纳加工过程中复杂物体微观表面形貌在线、在位测量的要求。将空间光相位调制结构光照明显微成像技术与差动轴向测量方法结合,提出基于结构光照明的并行物方差动快速测量方法。该方法只需要使用一台面阵相机做探测器,在结构光照明相位调制模式下,获取样品在焦前和焦后位置的相位图像并分别合成对应的焦前及焦后高分辨率图像I_A和I_B,对两幅图像进行求差而建立差动信号I_D,再根据预先刻度好的差动曲线就可以得出被测样品在各个位置的表面高度。使用该方法对500 nm步高、10μm周期的标准样品进行测量,标准差为2.8 nm,相对误差为0.6%,完成一幅包含2 048×2 048个位置的表面形貌测量耗时65 ms。测量实验结果表明,该方法可以进行快速、在线纳米量级高精度轴向测量,可以实现15/s次三维形貌纳米量级精度测量。
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关键词
物方差动
结构光照明
空间光调制器
三维形貌还原与测量
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职称材料
题名
基于并行共聚焦显微系统的物方差动轴向测量
被引量：
10
1
作者
刘志群
易定容
孔令华
张勇贞
刘婷
王梓
机构
华侨大学机电及自动化学院
闽江学院物理学与电子信息工程系
福建工程学院机械与汽车工程学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1449-1457,共9页
基金
国家科技支撑计划一级子课题资助项目(No.2012BAI23B04)
福建省中青年教师教育科研项目(No.JAT160394)
华侨大学高层次引进人才科研启动资金资助项目(No.Z14Y0064)
文摘
差动共聚焦显微成像技术可以获得很高的轴向测量精度,然而已有的差动共聚焦测量技术主要适用于激光扫描共聚焦,还不能满足微纳加工过程中对工件进行非接触式的在线、在位测量的要求。本文在分析差动共聚焦显微成像系统能够实现轴向测量原理的基础上,提出了适用于并行共聚焦技术的轴向测量方法。该方法利用均匀白光照明,在像方只需要使用一台相机做探测器,在物方通过移动载物台分别对样品在焦前和焦后两次成像,根据预先刻度好的差动曲线就可以得出物体表面的高度。理论模拟与实验结果均表明,该方法可以实现高精度的轴向测量,对500nm的台阶样品测量的平均误差为2.9nm,相对误差为0.58%。该方法简单、廉价、测量精度高,可以用于普通显微镜,易于实现样品的三维快速形貌还原与测量。
关键词
三维形貌测量
物方差动
共焦
并行轴向测量
非接触式
数字微镜器件
Keywords
3Dtopography measurement
object-side based differential confocal method
parallel axial measurement
non-contact
Digital Micro-mirror Device（DMD）
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
结构光照明并行物方差动快速测量方法研究
被引量：
4
2
作者
刘志群
易定容
孔令华
王文琪
刘婷
机构
华侨大学机电及自动化学院
闽江学院物理学与电子信息工程系
福建工程学院机械与汽车工程学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第12期2987-2993,共7页
基金
国家自然科学基金(51775200)
福建省中青年教师教育科研(JAT160394)项目资助
文摘
激光扫描差动共聚焦显微测量方法具有纳米量级的轴向测量精度,然而信号在离焦位置获取,横向分辨率较低,而且使用激光逐点扫描方式,测量速度慢;基于空间光相位调制的结构光照明显微成像方法,可以实现超分辨率成像,但不具备高的轴向测量精度,因此这两种方法都不能满足微纳加工过程中复杂物体微观表面形貌在线、在位测量的要求。将空间光相位调制结构光照明显微成像技术与差动轴向测量方法结合,提出基于结构光照明的并行物方差动快速测量方法。该方法只需要使用一台面阵相机做探测器,在结构光照明相位调制模式下,获取样品在焦前和焦后位置的相位图像并分别合成对应的焦前及焦后高分辨率图像I_A和I_B,对两幅图像进行求差而建立差动信号I_D,再根据预先刻度好的差动曲线就可以得出被测样品在各个位置的表面高度。使用该方法对500 nm步高、10μm周期的标准样品进行测量,标准差为2.8 nm,相对误差为0.6%,完成一幅包含2 048×2 048个位置的表面形貌测量耗时65 ms。测量实验结果表明,该方法可以进行快速、在线纳米量级高精度轴向测量,可以实现15/s次三维形貌纳米量级精度测量。
关键词
物方差动
结构光照明
空间光调制器
三维形貌还原与测量
Keywords
object-side differential
structured light illumination
spatial light modulator
3D topography recovery and measurement
分类号
TH742 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于并行共聚焦显微系统的物方差动轴向测量
刘志群
易定容
孔令华
张勇贞
刘婷
王梓
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
10
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
结构光照明并行物方差动快速测量方法研究
刘志群
易定容
孔令华
王文琪
刘婷
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
4
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职称材料
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