基于主成分分析和VU分解法的两步随机相移算法

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作者 张宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期227-237,共11页

为了平衡相位计算的精度和速度,大量的两步随机相移算法发展起来。提出了一种基于主成分分析和VU分解法的快速、高精度两步随机相移算法。首先,采用两步主成分分析法对经过滤波的两幅相移干涉图进行计算求出迭代初始相位;然后,利用没有... 为了平衡相位计算的精度和速度,大量的两步随机相移算法发展起来。提出了一种基于主成分分析和VU分解法的快速、高精度两步随机相移算法。首先,采用两步主成分分析法对经过滤波的两幅相移干涉图进行计算求出迭代初始相位;然后,利用没有滤波的两幅相移干涉图进行VU分解、迭代求出最终相位。通过模拟和实验结果对比表明:与四种性能良好的两步随机相移算法相比,对于不同的条纹类型、噪声、相移值及条纹数量,提出的算法综合性能最好,其精度最高,有效相移范围和有效条纹数量范围最大,当干涉图像素数为401 pixel×401 pixel时,提出的算法仅比格兰-施密特正交化法和两步主成分分析法多花费0.035 s。在理想情况下,提出的算法可以得到完全正确的结果。如果需要得到较高精度,最好能够提前抑制噪声,同时设置相移值远离0和π,条纹数量大于2。主成分分析和VU分解法无需滤波,花费近似非迭代算法的时间获得迭代算法的精度,其打破了迭代算法花费时间较多的限制,适合高精度光学在线检测,有广泛的发展前景。 展开更多

关键词 测量 干涉 相移算法 迭代算法 主成分分析

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基于扩展平均的多步相移算法及误差抑制特性比较 被引量：8

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作者 高芬 蒋庄德 +1 位作者 李兵 田爱玲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期147-154,共8页

为满足移相干涉测量中纳米甚至亚纳米高准确度检测要求,需采用对误差敏感度更低的相移算法.基于扩展平均技术,在传统4步和3步算法的基础上分别推导了A类和B类5~13步相移算法公式,以5、6、7和13步算法为例,通过仿真及数值计算,比较了两... 为满足移相干涉测量中纳米甚至亚纳米高准确度检测要求,需采用对误差敏感度更低的相移算法.基于扩展平均技术,在传统4步和3步算法的基础上分别推导了A类和B类5~13步相移算法公式,以5、6、7和13步算法为例,通过仿真及数值计算,比较了两类算法对相移器移相误差及CCD非线性误差的抑制特性.结果表明：同类算法下,步数越多的算法,对这两项误差的抑制效果越好,但达到一定步数后对测量的影响可以忽略;B类算法具有增强的移相误差抑制能力,在相移不准情况下可优先选用B类算法;A类算法对CCD非线性误差几乎完全免疫,而B类算法受一定CCD非线性误差影响,但对大多数高准确度CCD来说,其在常规检测中的影响可以忽略;由相移噪音引入的随机性测量误差的极大值要略大于相移噪音本身,且不同算法对相移噪音的抑制效果差别不大,因此相移噪音对测量的影响不可忽略.文中给出了不同误差影响下各算法引入波面检测误差的比较数据,研究结果可为实际干涉测量中最适相移算法的使用和选用提供理论指导及数据参考. 展开更多

关键词 移相干涉测量 扩展平均技术 相移算法 波面检测误差 误差分析

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基于白光干涉测试技术的改进Carré相移算法 被引量：3

3

作者 李慧鹏 谭朦曦 +2 位作者 朱伟伟 郑晓 李皎 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期62-67,共6页

为了减小白光相移干涉法测量物体微观形貌时产生的误差,对极值法的搜索路径进行优化后与Carré相移算法相结合,提出一种基于白光干涉测试技术的改进Carré相移算法.该算法减小了光源扰动及电荷耦合元件散粒噪声带来的影响,且对... 为了减小白光相移干涉法测量物体微观形貌时产生的误差,对极值法的搜索路径进行优化后与Carré相移算法相结合,提出一种基于白光干涉测试技术的改进Carré相移算法.该算法减小了光源扰动及电荷耦合元件散粒噪声带来的影响,且对相移器的线性误差不敏感,免去了相位解包裹过程,提高了运算效率.采用单刻线样块对扫描步距进行校准实现了光源中心波长的在线修正,减小了由于光源特性及环境扰动误差带来的影响.采用不同算法对标准粗糙度样块进行三维形貌恢复以及表面粗糙度的重复性测量实验,结果表明:该算法对表面粗糙度的测量结果较传统白光干涉算法准确度提高,测量重复性优于1%. 展开更多

关键词 白光干涉 中心波长 线性误差 Carré相移算法 相位解包裹

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用待定系数法设计误差补偿相移算法(英文) 被引量：3

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作者 钱克矛 伍小平 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第9期848-851,共4页

提出了一种以误差补偿为目的的新的相移算法设计方法—待定系数法 ,该方法首先在算法表达式中引入一系列待定参数 ,根据对误差补偿的要求提供约束方程 ,从而解出这些未知参数 .待定系数法使得算法设计和误差分析是同时进行的 ,改变了以... 提出了一种以误差补偿为目的的新的相移算法设计方法—待定系数法 ,该方法首先在算法表达式中引入一系列待定参数 ,根据对误差补偿的要求提供约束方程 ,从而解出这些未知参数 .待定系数法使得算法设计和误差分析是同时进行的 ,改变了以往先设计算法再进行误差分析和评价的过程 ,由待定系数法导出的相移算法对算法设计中所考虑的误差源具有良好的补偿性能 . 展开更多

关键词 待定系数法 误差补偿 相移算法 光干涉仪

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基于主元分析的随机相移算法 被引量：1

5

作者 徐建程 孙莉莉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1319-1323,共5页

将统计理论中的主元分析应用到干涉条纹分析中,提出一种基于主元分析的随机相移算法。该算法先将多帧条纹数据分解成不相关的主元成分,然后从主元成分中提取2维相位信息。数值模拟结果表明:该算法不需要迭代运算就能从4帧完全随机相移... 将统计理论中的主元分析应用到干涉条纹分析中,提出一种基于主元分析的随机相移算法。该算法先将多帧条纹数据分解成不相关的主元成分,然后从主元成分中提取2维相位信息。数值模拟结果表明:该算法不需要迭代运算就能从4帧完全随机相移干涉图中有效提取相位信息,运算时间少,精度高。实验结果表明主元分析相移算法比现有迭代相移算法更适合于随机相移干涉图分析。 展开更多

关键词 干涉测量 主元分析 随机相移算法 干涉图

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一种基于背景校正的2+1相移算法 被引量：2

6

作者 李东林 曹益平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期214-220,共7页

由于投影仪与相机普遍存在的伽马非线性效应,变形条纹图直流项与背景图光强分布并不相等,会引入测量误差.本文在传统2+1相移算法中引入背景校正,以所捕获的背景图光强分布为模板,采用最小二乘原理逼近变形条纹图的直流项,能有效提高测... 由于投影仪与相机普遍存在的伽马非线性效应,变形条纹图直流项与背景图光强分布并不相等,会引入测量误差.本文在传统2+1相移算法中引入背景校正,以所捕获的背景图光强分布为模板,采用最小二乘原理逼近变形条纹图的直流项,能有效提高测量精度.所提2+1相移算法中两帧相移正弦光栅的相移量不再固定为π/2,可任意,算法更灵活.实验结果验证了该算法的有效性和实用性. 展开更多

关键词 光学三维测量 相位测量轮廓术 相移算法 背景校正 伽马效应

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基于相移算法的苹果果梗/花萼检测方法

7

作者 王玉伟 徐洪志 +2 位作者 朱浩杰 夏满 刘路 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期134-141,共8页

由于苹果表面缺陷与果梗/花萼具有相似的灰度特征,通过传统机器视觉方法难以对两者进行有效区分。为避免苹果果梗/花萼对其表面缺陷识别造成干扰,该研究提出了一种基于相移算法的苹果果梗/花萼检测方法。通过搭建条纹投影系统,投影仪投... 由于苹果表面缺陷与果梗/花萼具有相似的灰度特征,通过传统机器视觉方法难以对两者进行有效区分。为避免苹果果梗/花萼对其表面缺陷识别造成干扰,该研究提出了一种基于相移算法的苹果果梗/花萼检测方法。通过搭建条纹投影系统,投影仪投射三步相移条纹至苹果样本,摄像机同步采集经苹果表面调制的条纹图像;通过分析发现果梗/花萼区域的条纹图像凹凸性与正常区域存在明显差异,利用三步相移算法恢复条纹图像的截断相位,结合相位偏移、阈值分割和二维凸包算法便可检测出苹果果梗/花萼。试验结果表明:该方法能够有效地区分果梗/花萼和表面缺陷,识别出不同位置和角度的果梗/花萼,整体准确率可达到99.12%;同时能够满足在线检测需求,平均处理时间约为0.479 s。该研究可为苹果外观品质检测提供技术支持。 展开更多

关键词 机器视觉 图像识别 果梗/花萼 相移算法 条纹投影 截断相位 二维凸包

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改进矢量波数变换相移联合多道面波频散曲线提取方法研究

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作者 邹瑞杰 李红星 +3 位作者 任弘利 戴田宇 胡书凡 宁玲 《东华理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期345-354,共10页

瑞雷面波在非均匀介质中的频散特性为获得地下空间地质信息提供了关键信息。然而,传统的频散曲线提取方法存在一定的局限性,因此需要改进多道面波频散曲线的提取方法。笔者提出一种改进矢量波数变换相移联合多道面波频散曲线提取方法。... 瑞雷面波在非均匀介质中的频散特性为获得地下空间地质信息提供了关键信息。然而,传统的频散曲线提取方法存在一定的局限性,因此需要改进多道面波频散曲线的提取方法。笔者提出一种改进矢量波数变换相移联合多道面波频散曲线提取方法。首先,对矢量波数变换法进行了改进,消除了震源影响、由空间假频和双向速度扫描引起的频散能量谱“交叉”伪影,能够更好地提取到高阶的频散曲线。其次,选取改进矢量波数变换法和相移法计算的频散能量谱对应元素的最大值,生成新的频散能量谱,从而有效结合改进矢量波数变换法对高阶和相移法对基阶频散曲线的有效提取。模拟与实测地震记录的频散曲线提取结果都表明改进矢量波数变换相移联合算法可以同时高质量提取多道面波地震记录中的基阶和高阶频散曲线。该方法兼顾了相移法和改进矢量波数变换法的优势,既补充了基阶模式低频段的信息,提取频散能量较丰富,又保证了高阶模式得到清晰且有效的分辨,取得了理想的提取效果。 展开更多

关键词 多道面波分析 频散曲线 改进矢量波数变换相移联合算法

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PMP中基于亚像素相移的噪音抑制算法 被引量：1

9

作者 应朝福 苏显渝 刘元坤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1148-1151,共4页

提出一种基于亚像素相移的噪音抑制算法,通过正弦条纹灰度的连续变化来实现亚像素相移,从而增加相移帧数.采用N-Bucket算法,解决了相移帧数增加后的计算量问题.模拟及实验表明,该方法可以有效地抑制噪音影响,提高测量准确度.

关键词 信息光学 相位测量轮廓术 亚像素 相移算法 噪音抑制

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一种小幅度步距相移干涉算法的相移误差分析 被引量：1

10

作者 陈柔婧 韩森 +2 位作者 康岩辉 徐春凤 李雪园 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期326-335,共10页

为缩短相移时间,减少实际环境中低频振动的引入,采用极小幅度相移步长如5°、10°、20°替代常用的90°产生5帧相移干涉条纹图进而用相移算法还原相位。同时,基于一种自调谐相移法,提出综合利用3步法和5步法分别求得相... 为缩短相移时间,减少实际环境中低频振动的引入,采用极小幅度相移步长如5°、10°、20°替代常用的90°产生5帧相移干涉条纹图进而用相移算法还原相位。同时,基于一种自调谐相移法,提出综合利用3步法和5步法分别求得相移步长与波前相位。仿真分析了相移步长20°时,该算法与Hariharan算法在相移标定、随机误差下的相位还原误差。结果表明,该算法在相移标定误差±10%内,相移步长还原精度达10^(-5)λ,相位还原误差峰谷值低至10^(-6)λ,远低于Hariharan算法误差10^(-3)λ。在5%随机相移误差内,Hariharan算法相位还原精度更高。两种算法的误差峰谷、均方根平均值相差3倍,但该自调谐算法仍具有较高还原精度。同时,取更小相移步长5°、10°对比,结果表明,在标定误差下,两种算法的相位还原精度无明显变化;在随机误差下,两种算法精度均降低。因此,从理论仿真上来说,小相移步长与该自调谐算法结合对标定误差具有突出的抑制作用,在随机相移误差下也能保证一定相位还原精度。 展开更多

关键词 相移干涉 相移步长 自调谐相移算法 Hariharan算法 相移误差 相位还原误差

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任意相移最小二乘法迭代的在线三维检测 被引量：10

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作者 武迎春 曹益平 肖焱山 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1347-1353,共7页

为了简化采用满周期等相移算法的在线相位测量轮廓术(PMP)在实际测量过程中系统装调环节的繁杂程度,同时避免栅线方向和运动方向不严格平行引入附加相移降低解相精度,提出了基于最小二乘法迭代的在线三维检测方法。在测量过程中,任意栅... 为了简化采用满周期等相移算法的在线相位测量轮廓术(PMP)在实际测量过程中系统装调环节的繁杂程度,同时避免栅线方向和运动方向不严格平行引入附加相移降低解相精度,提出了基于最小二乘法迭代的在线三维检测方法。在测量过程中,任意栅线方向的正弦光栅被投影于物体表面,采用像素匹配技术获得不同时刻拍摄到的变形条纹图的等效相移条纹图,其相移量由投影系统和物体位移共同决定且为任意值。最后,采用最小二乘法迭代计算相位。实验结果表明:在不断改变投影到参考面上光栅栅线方向的情况下,该系统的测量结果稳定,均方根误差均不高于0.169 9mm。由于该方法放宽了测量系统空间位置的约束条件,提高了测量的灵活程度,使在线PMP更具普适性。 展开更多

关键词 在线检测 相位测量轮廓术 满周期等相移算法 像素匹配 最小二乘法迭代

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基于自适应算法降低OFDM系统峰均比 被引量：1

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作者 韩庆文 孙前景 王韬 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2010年第4期67-73,共7页

提出一种基于改进相移算法和功率回退算法的自适应PAPR改善算法,该算法采用固定图样的相移增量,用于减小相移算法的计算量,如果相移算法未能将PAPR值降到系统门限值,则采用基于块的部分功率回退算法处理。给出了参数选择准则,并基于802.... 提出一种基于改进相移算法和功率回退算法的自适应PAPR改善算法,该算法采用固定图样的相移增量,用于减小相移算法的计算量,如果相移算法未能将PAPR值降到系统门限值,则采用基于块的部分功率回退算法处理。给出了参数选择准则,并基于802.11a系统进行仿真。仿真结果表明,该方法计算量小,较SLM算法或者PTS算法能明显改善系统的PAPR,且误码率表现优异。 展开更多

关键词 正交频分复用 峰均功率比 功率回退算法 相移算法

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相移阴影莫尔条纹正交化解调技术 被引量：3

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作者 杜虎兵 颜菁菁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期122-128,共7页

提出一种基于克莱姆正则化分析法的三帧自标定相移阴影莫尔三维轮廓技术.该技术首先采用移动光栅的方法获得相移条纹图,然后通过不同帧相移条纹图相减去除条纹图背景,进而结合克莱姆正交化法和最小二乘法,发展了一种相位解调方法,提取... 提出一种基于克莱姆正则化分析法的三帧自标定相移阴影莫尔三维轮廓技术.该技术首先采用移动光栅的方法获得相移条纹图,然后通过不同帧相移条纹图相减去除条纹图背景,进而结合克莱姆正交化法和最小二乘法,发展了一种相位解调方法,提取了测量相位.以五步Harlharan算法为参考,用不同算法对同一物体表面进行测量.结果表明,相对于典型的三步相移法和主量分析方法,提出的方法测量得到的相位误差最小(<0.5rad),且简化了测量过程. 展开更多

关键词 光学装置 测量 阴影莫尔轮廓术 相移算法 相位

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基于模拟退火的相位测量轮廓术随机相移误差校正

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作者 任旭虎 杨磊 屈波 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期162-164,169,共4页

建立任意步长的随机相移误差校正模型,采用模拟退火算法完成随机相移误差的优化估计,利用最小二乘法推导出求解截断相位的新算法,并给出计算机模拟和不同算法的试验结果。仿真结果表明,所提出的算法能准确地优化出随机相移误差,提高了... 建立任意步长的随机相移误差校正模型,采用模拟退火算法完成随机相移误差的优化估计,利用最小二乘法推导出求解截断相位的新算法,并给出计算机模拟和不同算法的试验结果。仿真结果表明,所提出的算法能准确地优化出随机相移误差,提高了测量精度。 展开更多

关键词 相移算法 相位测量轮廓术 相位误差 模拟退火算法

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基于SURF算法的在线三维测量方法 被引量：5

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作者 李建 曹益平 +3 位作者 陈澄 万莹莹 付光凯 王亚品 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期132-139,共8页

提出了一种采用加速鲁棒特征算法匹配运动物体的特征点,实现在线三维测量的方法.该方法只需投影一固定的正弦光栅到在线运动中的被测物体表面上,使投影光栅线垂直运动方向,当物体每移动相同的距离,由CCD采集到相应的变形条纹图,从中提... 提出了一种采用加速鲁棒特征算法匹配运动物体的特征点,实现在线三维测量的方法.该方法只需投影一固定的正弦光栅到在线运动中的被测物体表面上,使投影光栅线垂直运动方向,当物体每移动相同的距离,由CCD采集到相应的变形条纹图,从中提出对应的背景光场,借助SURF算法对各帧背景光场的物体进行特征匹配,即可获得一组具有等步相移量的等效相移条纹图,从而采用等步相移算法可重构出在线运动物体的三维面形.实验验证了该方法的有效性和可行性,并与在线FTP方法进行了比较,所提方法的平均绝对误差小于在线FTP方法的二分之一,均方根误差小于在线FTP方法的四分之一. 展开更多

关键词 在线三维测量 像素匹配 SURF算法 特征匹配 等步长相移算法 相位展开 测量

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利用快速傅立叶变换分析PMP相移机构的相移误差

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作者 刘慧强 于殿泓 +2 位作者 王玉峰 刘芸 乔闹生 《西安理工大学学报》 CAS 2006年第1期85-88,共4页

对PMP系统中标准N步相移误差进行研究,通过利用快速傅立叶变换的全场快速分析的特点,在频域范围内进行滤波和傅立叶逆变换后,迅速找到每步相移的误差值曲面,然后经过曲面拟合找出每次相移与标准相移之间的较为准确的误差值均值,为后续的... 对PMP系统中标准N步相移误差进行研究,通过利用快速傅立叶变换的全场快速分析的特点,在频域范围内进行滤波和傅立叶逆变换后,迅速找到每步相移的误差值曲面,然后经过曲面拟合找出每次相移与标准相移之间的较为准确的误差值均值,为后续的PMP相位展开提供了一个用以补偿相移误差的修正值,从而提高PMP测量的准确度。 展开更多

关键词 相位测量轮廓术 相移算法 曲面拟合 快速傅立叶变换

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基于迭代优化的两帧随机相移干涉术

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作者 刘畅 杜虎兵 +2 位作者 冯雷洁 严兴旭 张高鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期21-30,共10页

提出了一种由粗及精的无需预滤波的两帧先进迭代随机相移技术。基于最小化残差背景,首先利用采集条纹图的相关运算,在近似正交条件下估计相移和相位;然后利用这些求解过程中的中间参数在空域由条纹图数据估计相移和背景;最后,迭代上述... 提出了一种由粗及精的无需预滤波的两帧先进迭代随机相移技术。基于最小化残差背景,首先利用采集条纹图的相关运算,在近似正交条件下估计相移和相位;然后利用这些求解过程中的中间参数在空域由条纹图数据估计相移和背景;最后,迭代上述过程直至收敛到预定义的精度,从而实现相位的精确求解。针对条纹图空域背景和振幅变化问题,利用条纹图子图降低背景空域变化对背景和相移估计的影响,并减小运算量。与现有的方法相比,本文方法由于提供了正确的初值,具有收敛快、计算快的特点。本文方法简单可靠,是一种实用的两帧相移干涉方法。 展开更多

关键词 迭代相移算法 两帧相移技术 随机相移 干涉 相位

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基于干涉显微原理的表面形貌测量系统 被引量：11

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作者 王海珊 史铁林 +2 位作者 廖广兰 刘世元 张文栋 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期84-89,共6页

根据光学干涉显微法原理,设计开发了一套微纳结构表面形貌测量系统。该系统采用林尼克干涉显微镜,通过参考镜扫描的方法将扫描器与相移器集为一体,分别采用五步相移算法和基于采样定理的包络均方函数(SEST)算法实现相移干涉法(PSI)和垂... 根据光学干涉显微法原理,设计开发了一套微纳结构表面形貌测量系统。该系统采用林尼克干涉显微镜,通过参考镜扫描的方法将扫描器与相移器集为一体,分别采用五步相移算法和基于采样定理的包络均方函数(SEST)算法实现相移干涉法(PSI)和垂直扫描干涉法(VSI)两种模式对微纳结构的表面形貌测量。为验证该系统性能,采用标准多刻线样板和标准台阶作为样件对VSI和PSI两种模式分别进行了测量实验。结果证明,该系统能够完成微纳结构表面形貌的快速精确测量,可以满足微电子、微机电系统中微纳结构的表面形貌测量要求。 展开更多

关键词 相移干涉法 垂直扫描干涉法 林尼克干涉结构 五步相移算法 SEST算法

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相位测量轮廓术中探测器非线性误差的分析 被引量：11

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作者 周利兵 苏显渝 王立无 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期19-21,共3页

在相位测量轮廓术 (PMP)中 ,探测器的非线性响应是导致测量误差的重要因素 ,本文对该误差进行了理论分析和计算机模拟 ,比较了各种相移算法对这一误差的抑制能力 ,数值模拟与理论分析的结果一致。本文可为实际应用中合理地选择算法提供... 在相位测量轮廓术 (PMP)中 ,探测器的非线性响应是导致测量误差的重要因素 ,本文对该误差进行了理论分析和计算机模拟 ,比较了各种相移算法对这一误差的抑制能力 ,数值模拟与理论分析的结果一致。本文可为实际应用中合理地选择算法提供理论依据。 展开更多

关键词 探测器 相位测量 轮廓术 相移算法 非线性误差分析 PMP

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MEMS变形反射镜特性测试系统研究 被引量：3

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作者 陈家凤 陈海清 向东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期675-679,共5页

为了实现对MEMS变形反射镜的静态形貌、动态离面变形及谐振频率的测量,提出了一种基于计算机控制的频闪显微干涉测量系统。测试中采用频闪照明技术及5步相移技术实现了对干涉相位的测量,利用空间及时间相位解缠算法恢复了反映物体真实... 为了实现对MEMS变形反射镜的静态形貌、动态离面变形及谐振频率的测量,提出了一种基于计算机控制的频闪显微干涉测量系统。测试中采用频闪照明技术及5步相移技术实现了对干涉相位的测量,利用空间及时间相位解缠算法恢复了反映物体真实信息的连续相位,从而得到了所需的特性参数。实验结果表明:该系统具有测量简便、自动化程度高及测量精度高等特点。 展开更多

关键词 光学测量 MEMS变形反射镜 频闪干涉测量系统 5步相移算法 相位解缠

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