论文摘要
微结构物体的广泛应用,需要高精度、无损快捷的测量手段对其表面形貌信息进行测量。数字全息作为一种新的全息成像技术,结合传统光学全息与计算机后期数字图像处理,可以在微结构物体表面形貌测量领域有广泛的应用。成为一新兴热门的研究领域。数字全息测量物体表面形貌具有对微结构物体无损伤、非接触、高分辨率、处理迅速的特点,通过记录全息图,获取相位图,准确快速的反映物体的表面三维形貌。这些独特优点,正好适合于微结构物体的形貌测量领域。本文围绕数字全息技术在微结构物体表面形貌测量方法展开研究。分析了数字全息测量成像的基本理论,运用双波长和单波长的方法,在实验中展开测量研究。本文介绍了数字全息技术在成像测量方面的基本原理,研究利用数字全息测量技术对透射型和反射型微结构物体进行表面三维形貌测量的方法。对双波长解包裹方法做了系统的研究分析,通过理论模拟和实验的方法验证了双波长解包裹在这一方面的优势。并且,将双波长数字全息测量技术应用到透射型微结构物体的表面形貌测量中,对实验条件所引起的相位影响做修正,得到的微结构物体的表面三维形貌,获得结果与专业设备测量的形貌结果相符合。并根据得到的相位值,计算出微结构物体表面三维结构的高度值。对于反射型的物体,采用单波长的数字全息测量技术,利用离轴反射式数字全息成像系统,对DVD光盘背面的三维形貌进行测量,正确获得其三维形貌信息。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 本文研究背景1.2 国外研究现状1.3 国内研究现状1.4 本文主要研究内容第2章 数字全息基本原理2.1 数字全息基本理论2.2 数字全息成像测量基本原理2.2.1 全息图的波前记录2.2.2 全息图的波前再现2.2.3 离轴菲涅尔数字全息原理2.2.4 离轴菲涅尔记录2.2.5 离轴菲涅尔再现2.3 数字全息成像条件分析2.3.1 频谱分离条件2.3.2 物光、参考光夹角最大值2.4 数字全息相位解包裹2.5 本章小结第3章 双波长解包裹方法理论模拟3.1 双波长解包裹理论分析3.2 双波长解包裹方法MATLAB 模拟3.2.1 倾斜面的模拟仿真3.2.2 阶梯形物体结构的仿真3.2.3 仿真结果分析3.3 本章小结第4章 双波长解包裹方法对透射型物体的测量与分析4.1 实验光路介绍4.2 主要仪器介绍4.2.1 激光器4.2.2 CCD 装置4.2.3 PBS 和BS4.3 利用单波长的方法进行解包裹处理4.4 去除斜面的方法分析4.5 透射型物体的双波长实验测量4.5.1 实验过程分析4.5.2 实验过程分析4.6 本章小结第5章 单波长对反射型物体的测量与分析5.1 实验过程分析5.2 实验结果分析5.3 双波长光路用于反射型物体的测量5.4 反射型物体的双波长测量光路5.5 本章小结总结参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
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