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微结构表面三维形貌测量的数字全息方法研究

【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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