原子剪切干涉仪中探测系统倾角测量及其引入误差评估

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作者 庞宇轩 周璐 +7 位作者 闫思彤 蒋俊杰 何川 徐润东 张保成 周林 王谨 詹明生 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期504-515,共12页

原子剪切干涉技术是近年来快速发展起来的一种原子物质波干涉测量技术,由于具有高精度、实时测量等特点,因此在基础物理和应用技术等领域逐渐受到关注。在利用原子剪切干涉仪进行高精度测量时,探测系统的倾角是系统误差的重要来源之一... 原子剪切干涉技术是近年来快速发展起来的一种原子物质波干涉测量技术,由于具有高精度、实时测量等特点,因此在基础物理和应用技术等领域逐渐受到关注。在利用原子剪切干涉仪进行高精度测量时,探测系统的倾角是系统误差的重要来源之一。围绕这一问题,本文首先进行了理论分析,评估了探测系统倾角对原子干涉仪测量性能的影响;随后,分别采用铅垂线测量法和原子干涉相移测量法对处于系统安装和测量阶段的原子剪切干涉仪进行了倾角测量。在铅垂线测量法中,其倾角测量分辨率为0.6 mrad,考虑各类误差的影响,整体测量精度在1~2 mrad左右。在原子干涉相移测量法中,针对不同类型的原子剪切干涉仪,分别采用不同的原子干涉相移参考体系对探测系统的倾角进行了测量:针对用于重力、重力梯度、转动测量的单组分原子干涉仪,提出并实现了同步双内态探测的原子干涉相移测量法,其倾角测量分辨率为0.3 mrad,可使倾角对重力测量的影响降低到10-10g水平;针对用于等效原理检验的双组分原子干涉仪,提出并实现了可进行实时监测的交替探测原子干涉相移测量法,其倾角测量分辨率为0.3 mrad,可满足10-13g水平的差分重力测量分辨率需求。本文采用的研究方法将为解决原子剪切干涉仪中探测系统倾角导致的系统误差问题提供重要参考。 展开更多

关键词 量子光学 原子剪切干涉仪 探测系统倾角测量 原子干涉相移测量法

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基于复用与分段相位编码的三维形状测量方法

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作者 邵姚 王栋 +2 位作者 朱勇建 杨炆铧 赵梓廷 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期71-78,共8页

为解决基于相位编码的三维形状测量系统中投影图案数量较多的问题,提出一种基于复用与分段相位编码的三维形状测量方法。该方法首先利用2+1相移法获得包裹相位,通过对其中白场图进行复用并结合两张分段相位编码图案来获取码字信息。其次... 为解决基于相位编码的三维形状测量系统中投影图案数量较多的问题,提出一种基于复用与分段相位编码的三维形状测量方法。该方法首先利用2+1相移法获得包裹相位,通过对其中白场图进行复用并结合两张分段相位编码图案来获取码字信息。其次,引入一张二值图,利用二值图包含的信息对分段相位编码获得的码字进行编码,从而得到与包裹相位周期相对应的条纹级次。最后,采用分区间相位展开方法来恢复绝对相位,结合标定参数,实现对物体三维形状的测量。实验结果表明,该方法相比于其他分段相位编码法可有效减少3张辅助图案,并在测量精度方面相较于S分段相位编码与传统方法分别提高了18.15%和11.13%。 展开更多

关键词 相移法 相位编码 三维形状测量 条纹级次 相位展开

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基于光流像素匹配的扫描显微相位测量轮廓术 被引量：2

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作者 王思远 刘元坤 于馨 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期37-46,共10页

在扫描相位测量轮廓术中,需要先将不同位置的物体匹配到同一点,再根据相移算法提取相位信息,而像素匹配精度与相移算法均会影响测量精度。为此,采用显微系统,根据其远心光路特性实现物体移动量与像素移动量的等量转换;通过交替采集白场... 在扫描相位测量轮廓术中,需要先将不同位置的物体匹配到同一点,再根据相移算法提取相位信息,而像素匹配精度与相移算法均会影响测量精度。为此,采用显微系统,根据其远心光路特性实现物体移动量与像素移动量的等量转换;通过交替采集白场图像和条纹图像,由白场图像通过光流法实现精确的像素匹配,再根据物体匀速运动特点实现条纹图像的精确像素匹配;根据初始条纹周期选择基本符合满周期的N幅条纹图,由任意步数相移方法计算出截断相位分布,再通过概率密度函数搜索最佳条纹周期,进而得到准确的相位信息,完成物体形貌测量。实验表明,所提方法有效提高了测量精度,相移算法也适用于任意N(N≥3)幅图,在模拟工业流水线场景中物体的三维测量时,RMSE(均方根误差)可达0.008 mm左右。 展开更多

关键词 扫描测量 光流法 显微系统 概率密度函数 任意N步相移

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一种基于面结构光的刀具三维测量系统 被引量：23

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作者 刘今越 刘佳斌 +3 位作者 郭志红 任东城 任志斌 李洋 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第12期1884-1891,共8页

提出一种基于面结构光的刀具三维测量系统。该系统由计算机、CCD摄像机、投影仪以及刀具转台组成。采用多频外差相移法对刀具包裹相位进行展开,并得出刀具的绝对相位。基于张正友标定法,提出采用50%灰度棋盘格和黑白棋盘格对CCD摄像机-... 提出一种基于面结构光的刀具三维测量系统。该系统由计算机、CCD摄像机、投影仪以及刀具转台组成。采用多频外差相移法对刀具包裹相位进行展开,并得出刀具的绝对相位。基于张正友标定法,提出采用50%灰度棋盘格和黑白棋盘格对CCD摄像机-投影仪标定的方法。在系统标定的基础上对刀具进行三维测量实验,得出刀具的三维点云,并重建出刀具的三维模型。实验结果表明,该系统能够准确的对刀具进行三维测量,为其他复杂刀具的测量奠定基础。 展开更多

关键词 面结构光 CCD摄像机-投影仪标定 多频外差相移法 刀具三维测量

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利用三频外差实现的小视场三维测量系统 被引量：13

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作者 艾佳 刘守起 +1 位作者 刘元坤 张启灿 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期39-44,共6页

搭建了一套小视场的三维面形测量系统。该测量系统采用基于DLP4500芯片开发的高速数字投影模块套件实现条纹图像的高速投影和相机的同步触发图像采集。利用该投影模块向小视场物体表面投影三种不同频率的相移条纹图,相机同步记录受到物... 搭建了一套小视场的三维面形测量系统。该测量系统采用基于DLP4500芯片开发的高速数字投影模块套件实现条纹图像的高速投影和相机的同步触发图像采集。利用该投影模块向小视场物体表面投影三种不同频率的相移条纹图,相机同步记录受到物体表面形貌调制而发生形变的条纹,分别计算出三组条纹对应的截断相位图,再进行两次外差得到频率为1的相位分布,以此为基准往回展开得到连续的相位分布,从而重建被测物体的三维面形分布。实验成功重建了以硬币为代表的小视场(8 mm×6 mm)物体在100μm深度范围内的表面三维形貌。 展开更多

关键词 三维测量 三频外差法 相移 时间相位展开

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光栅相移法用于三维人体测量的实验研究 被引量：6

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作者 陈益松 夏明 林琳 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期83-87,共5页

根据光栅相移法的基本原理,通过数字投影仪和数码相机构建了低成本的人体测量实验验证系统。为消除近心交叉光轴系统存在的非线性测量误差,采用平行光轴系统设计并运用投影仪移轴和相机区域拍摄技术,扩大了有效测量区域,同时对系统的标... 根据光栅相移法的基本原理,通过数字投影仪和数码相机构建了低成本的人体测量实验验证系统。为消除近心交叉光轴系统存在的非线性测量误差,采用平行光轴系统设计并运用投影仪移轴和相机区域拍摄技术,扩大了有效测量区域,同时对系统的标定以及投影光栅的设计原则给予详细的描述。阐述了四步相移法测量人台的实验过程,获得的条纹图像通过处理与计算,运用基于二阶差分的区域增长抗噪算法进行相位展开,并且采用阈值平均法对该算法进行优化,较好地避免了噪声对相位解算的影响,最后前后面点云数据进行拼接实现了人台的虚拟还原。 展开更多

关键词 三维人体测量 人体扫描 相移法 投影光栅

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结构光三维测量非线性相位误差主动校正法 被引量：5

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作者 孙进 马煜中 +2 位作者 杨晗 朱兴龙 习俊通 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第10期117-121,126,共6页

结构光相移法测量系统中,投影仪存在的gamma失真现象会带来明显的测量误差。提出了一种主动gamma校正技术,建立输入光强与输出光强的多项式模型,将该模型反作用于输入光强,极大地削弱了由gamma失真现象带来的影响,提高了测量精度。为了... 结构光相移法测量系统中,投影仪存在的gamma失真现象会带来明显的测量误差。提出了一种主动gamma校正技术,建立输入光强与输出光强的多项式模型,将该模型反作用于输入光强,极大地削弱了由gamma失真现象带来的影响,提高了测量精度。为了验证该方法的有效性,将该gamma校正技术用于传统的四步相移算法,经过计算机仿真,精度相比校正前提高了90%。采用该方法,与现有的被动相位补偿算法相比不需要计算每个相位的误差且不局限于特定的相移步数及解包裹方法,简单且有效;与已有的基于投影光栅预编码的主动gamma校正技术相比,所提方法不局限于gamma模型,提高了其灵活性。 展开更多

关键词 结构光测量 相移法 GAMMA校正 主动校正

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三维表面轮廓的测量技术 被引量：3

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作者 郑伟 王海英 +1 位作者 张礼勇 张克坚 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期52-53,共2页

简要介绍了用于三维表面轮廓测量的接触式和非接触式两种测量方法的优缺点 ,重点阐述了实体光栅法、正弦波相位调制法和白光相移干涉法三种非接触式测量方法的原理。提出了用白光相移干涉法进行三维表面轮廓测量应采用的系统结构和算法。

关键词 三维表面轮廓 测量技术 白光相移干涉法 接触式 非接触式 实体光栅法 正弦波相位调制法 系统结构

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分区域Gamma预编码校正的相位误差补偿 被引量：4

9

作者 林俊义 黄剑清 江开勇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期32-38,共7页

针对现有结构光视觉测量中普通投影仪亮度不均匀引起系统Gamma非线性畸变值分布差异,从而导致相位误差问题,提出了一种自适应分区域Gamma预编码校正方法。首先,介绍了结构光双目视觉测量原理以及标准N步相移法。接着,分析了投影仪和相机... 针对现有结构光视觉测量中普通投影仪亮度不均匀引起系统Gamma非线性畸变值分布差异,从而导致相位误差问题,提出了一种自适应分区域Gamma预编码校正方法。首先,介绍了结构光双目视觉测量原理以及标准N步相移法。接着,分析了投影仪和相机的Gamma非线性畸变对光栅正弦性的影响以及预编码校正方法。然后,在获取Gamma值分布规律的基础上,根据Gamma值的变化与相位误差的关系确定分区域阈值大小。最后,根据确定的阈值对测量视场进行区域划分,获取各区域Gamma值,并对标准白板和汽车挡泥板进行了实际测量。实验结果表明:本文方法比相同条件下采用单一Gamma值预编码校正方法在相位误差的补偿精度上提高了约30%,在三维数据的测量精度上提高了约15%。该方法能更好地减小相位误差,提高结构光视觉测量系统的精度。 展开更多

关键词 结构光视觉测量 相移法 分区域Gamma预编码校正 相位误差补偿

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电力系统无功测量方法综述 被引量：15

10

作者 邱海锋 周浩 《电测与仪表》 北大核心 2007年第1期5-9,共5页

无功测量在电力系统中有着重要的地位和作用。本文分正弦和非正弦两种情况,论述了包括移相法,积分法,Hilbert法等在内的几种主流各种无功测量方法,对现有方法的精度和误差进行了分析,探讨了各种方法下的误差应对策略。并简要介绍了各种... 无功测量在电力系统中有着重要的地位和作用。本文分正弦和非正弦两种情况,论述了包括移相法,积分法,Hilbert法等在内的几种主流各种无功测量方法,对现有方法的精度和误差进行了分析,探讨了各种方法下的误差应对策略。并简要介绍了各种方法的软硬件实现的可行性。 展开更多

关键词 无功测量 移相法 积分法 S.Fyze理论 Budeanu理论 HILBERT变换

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抽样莫尔在材料变形分析中的应用 被引量：2

11

作者 朱江平 苏显渝 向立群 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期47-55,63,共10页

本文利用抽样莫尔法,对材料变形进行了精密测量。将罗琦光栅紧贴在试件表面,使其和试件材料一起变形,然后用CCD摄像机获取在不同拉伸状态下的离焦变形条纹图。取出其中一幅变形条纹图,采用抽样和双线性插值等操作获取该状态下的多帧相... 本文利用抽样莫尔法,对材料变形进行了精密测量。将罗琦光栅紧贴在试件表面,使其和试件材料一起变形,然后用CCD摄像机获取在不同拉伸状态下的离焦变形条纹图。取出其中一幅变形条纹图,采用抽样和双线性插值等操作获取该状态下的多帧相移莫尔图,通过相移法计算莫尔相位,经相应公式的计算,得到材料的位移和应变分布。文中给出了抽样莫尔法基本原理,推导了位移应变计算公式并给出了实验结果。实验结果表明,由于抽样莫尔法只需一幅变形条纹图并结合相移技术获取材料的位移和应变等数据,因而能以较快速度和较高精度实时完成不同变形状态下材料的位移和应变等重要特性的分析。本文为动态过程中材料的变形提供了一种精密测量的方法。 展开更多

关键词 抽样莫尔 变形测量 相移法 条纹分析

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用短相干光源测量平行平板玻璃的光学均匀性 被引量：3

12

作者 王军 陈磊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2515-2519,共5页

为了解决传统干涉绝对测量法不能测量前后表面平行度很好的光学玻璃和晶体均匀性问题,提出了在以短相干光为光源的泰曼-格林干涉仪上,通过调整参考光路的光程,使被测样品的前后表面分别处在零光程差位置,这样从样品两面反射回来的光就... 为了解决传统干涉绝对测量法不能测量前后表面平行度很好的光学玻璃和晶体均匀性问题,提出了在以短相干光为光源的泰曼-格林干涉仪上,通过调整参考光路的光程,使被测样品的前后表面分别处在零光程差位置,这样从样品两面反射回来的光就不会同时满足和参考光相干涉的条件,从而解决了前后面的反射光干涉混叠问题.用虚光栅移相莫尔条纹法处理采集到的干涉图,得到位相数据,代入绝对测量法的计算公式,得出待测样品的折射率分布.对厚度为13mm、口径为75mm的光学平板玻璃进行测量.结果表明,光学均匀性检测准确度可达到2.6×10-6,被测样品折射率偏差的峰谷值为Δnpv=6.06×10-6,均方根值为Δnrms=8.96×10-7. 展开更多

关键词 光学精密测量 光学均匀性 短相干光 虚光栅移相莫尔条纹法

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无功电能计量理论技术及其发展 被引量：13

13

作者 刘桂英 粟时平 《中国测试技术》 2006年第2期11-14,21,共5页

随着测量技术进步和电力系统管理水平的提高,无功电能计量理论技术得到了很大发展,一方面针对电力系统特性的变化提出了新的无功电能计量理论,另一方面随着微电子技术的进步形成了多种无功电能计量新技术。本文在阐述正弦无功功率理论... 随着测量技术进步和电力系统管理水平的提高,无功电能计量理论技术得到了很大发展,一方面针对电力系统特性的变化提出了新的无功电能计量理论,另一方面随着微电子技术的进步形成了多种无功电能计量新技术。本文在阐述正弦无功功率理论与正弦无功电能计量技术的基础上,介绍了非正弦无功功率理论和非正弦电能计量技术,并探讨了无功功率理论和无功电能计量技术的发展。 展开更多

关键词 无功功率 无功电能 计量 理论 移相法 变换法

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低频振动传感器幅值和相移测量的不确定度 被引量：6

14

作者 于梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期106-109,共4页

深入研究影响测量结果的不确定度来源和大小,参考ISO 16063-11:1999不确定度分量表,根据实验结果和经验数据,对低频振动国家副基准测量高精度低频振动传感器套组灵敏度幅值和相移进行测量不确定度的分析和评估,为修订国家振动传递系统... 深入研究影响测量结果的不确定度来源和大小,参考ISO 16063-11:1999不确定度分量表,根据实验结果和经验数据,对低频振动国家副基准测量高精度低频振动传感器套组灵敏度幅值和相移进行测量不确定度的分析和评估,为修订国家振动传递系统表提供了参考依据,其灵敏度幅值和相移测量的不确定度(k=2)为16 Hz参考点,0.30%和0.19°;0.1 Hz～120 Hz通频带,0.66%和0.65°。 展开更多

关键词 计量学 绝对法振动校准 正弦逼近法 灵敏度幅值和相移 振动套组 测量不确定度

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基于卷积滤波三维形貌光学检测中频谱自动移位的实现

15

作者 杨福俊 于万明 +1 位作者 云大真 金艳 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期148-150,共3页

在投影栅相位法测量三维物体形貌技术中 ,利用栅线图像的条纹灰度值分布具有极大极小的特性 ,提出了一种有效算法 ,其特点是基于卷积滤波技术实现频谱的自动移位 ,而不需要利用频谱分析和频谱图来进行 。

关键词 形貌检测 卷积滤波 频谱自动移位 投影栅相位法

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基于椭圆偏振显微镜的纳米级磁头润滑膜观测方法

16

作者 刘卿卿 苏杨 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期434-437,共4页

针对磁头飞行导致液体润滑膜的转移研究以及润滑膜在磁头上的动态变化特性观测问题,基于改进的垂直物镜的椭圆偏振显微镜,提出起偏器相移方法的磁头表面润滑膜厚度计算模型,实现了润滑膜厚度的测量。实验以非极性润滑剂Z03覆盖的磁头为... 针对磁头飞行导致液体润滑膜的转移研究以及润滑膜在磁头上的动态变化特性观测问题,基于改进的垂直物镜的椭圆偏振显微镜,提出起偏器相移方法的磁头表面润滑膜厚度计算模型,实现了润滑膜厚度的测量。实验以非极性润滑剂Z03覆盖的磁头为样品对椭圆偏振显微镜进行标定,以极性润滑剂Zdol4000作为样品,对其在磁头表面的去湿现象进行观察。该方法测量精度可达0.37nm,分辨力约0.36μm,可为其他纳米级薄膜观测提供一定的技术参考。 展开更多

关键词 光学测量 润滑膜观测 椭圆偏振显微镜 起偏器相移

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移相式谐波失真度测量

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作者 陈再清 《电讯技术》 北大核心 1989年第1期19-22,共4页

采用移相的原理,将无谐波失真的标准信号移相后与被测的失真信号相叠加,同时使标准信号的相位与被测的失真信号中的基波的相位相反,而两者的幅度值相等,结果将基波成份抵消而保留了谐波成份,由此而测出谐波失真度。

关键词 移相 谐波失真度 电子测量技术

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光纤色散测量概述 被引量：9

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作者 方伟 马秀荣 +3 位作者 郭宏雷 曹晔 岳洋 开桂云 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2006年第9期24-26,共3页

介绍了三种最为成熟的光纤色散测量方法:时延法、相移法和干涉法,并从色散测量原理、测量装置、适用范围以及优缺点等几方面进行了论述。时延法测量精度不高,目前较少采用;相移法测量精度高,但测量仪器价格昂贵,测量成本高;干涉法既能... 介绍了三种最为成熟的光纤色散测量方法:时延法、相移法和干涉法,并从色散测量原理、测量装置、适用范围以及优缺点等几方面进行了论述。时延法测量精度不高,目前较少采用;相移法测量精度高,但测量仪器价格昂贵,测量成本高;干涉法既能满足一定的测量精度要求(时间分辨率可达1ps),又控制了测量成本,是普遍采用的测量方法。 展开更多

关键词 时延量 色散参量 时延法 相移法 干涉法

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白光显微干涉三维形貌测量中的移相误差校正方法 被引量：10

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作者 张超 袁群 +3 位作者 张佳乐 冀翼 高志山 闫钧华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期331-338,共8页

白光显微干涉术通过驱动干涉显微物镜垂直扫描移相,采集低相干干涉图序列,定位干涉包络中的零光程差位置,获取待测表面的三维形貌。微观形貌的计算由获取粗略形貌的垂直扫描(VSI)算法和获取精细形貌的移相(PSI)算法两部分组成。通常情况... 白光显微干涉术通过驱动干涉显微物镜垂直扫描移相,采集低相干干涉图序列,定位干涉包络中的零光程差位置,获取待测表面的三维形貌。微观形貌的计算由获取粗略形貌的垂直扫描(VSI)算法和获取精细形貌的移相(PSI)算法两部分组成。通常情况下,设置垂直扫描移相的步长为八分之一中心波长,但移相器误差和干涉显微物镜数值孔径效应等都会使得移相量偏离π/2。文中采用基于对比度变化重心提取的VSI算法,4M幅法和7幅法两种PSI算法,分别讨论了两种类型移相误差对形貌计算的影响。理论和数值分析结果表明,在宽带光作用下,7幅法仍对移相误差不敏感,4M幅法产生的精细相位误差形式恰好与干涉物镜数值孔径效应对条纹展宽的影响相一致,在从精细相位转换为精细形貌时相互抵消。因而,采用基于对比度变化重心提取的VSI算法和4M幅PSI算法计算形貌数据,干涉物镜数值孔径效应造成的移相误差无影响,移相器误差造成的形貌复原误差可以通过预先测量已知高度的标准台阶进行标定去除。应用上述移相误差校正方法测量了高度为460 nm的台阶,形貌测试结果正确且鲁棒。 展开更多

关键词 移相误差 台阶 形貌测量 白光显微干涉

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相移干涉显微镜中移相误差分析 被引量：7

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作者 丁志华 王桂英 王之江 《计量学报》 CSCD 1995年第4期262-268,共7页

本文具体分析了影响移相误差的多种因素，比较了在不同移相术中移相误差量对检测精度的影响，从而论证了五步移相术的合理性和利用压电陶瓷微位移传感器的现有定位精度实现０．１ｎｍ级检测精度的可行性。文中还给出了有关的数值计算结... 本文具体分析了影响移相误差的多种因素，比较了在不同移相术中移相误差量对检测精度的影响，从而论证了五步移相术的合理性和利用压电陶瓷微位移传感器的现有定位精度实现０．１ｎｍ级检测精度的可行性。文中还给出了有关的数值计算结果和测试结果，并就有关问题进行了讨论。 展开更多

关键词 移相术 相移干涉显微镜 检测 精度 显微镜

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