基于空间频域算法的三维微观形貌的测量-论文.pdf

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1、第41卷第8期光电工程Vo1．41，No．820l4年8月Opto—ElectronicEngineeringAugust，2014文章编号：1003—501X(2014)08—0016—06基于空间频域算法的三维微观形貌的测量徐永祥，张乾方，刘松松，刘义(南京理工大学物理系，南京210094)摘要：白光干涉术测量表面形貌，解决了单色光干涉测量中的相位不确定困扰。基于扫描白光干涉术的空间频域算法，具有受噪声影响小计算精度高的优点运用这一算法通过Mirau扫描干涉昱微镜对台阶状样品表面进行了两次白光扫描测试，得出了台阶表面形

2、貌结果，且两次测量的台阶高度相差不超过1nm。同时，利用ZygoNewview7200白光形貌仪对同一样品表面进行了测试对比，结果表明：两者得到的样品表面形貌一致，台阶高度相差0．9am。此外，实验数据处理的结果还表明：运用空间频域算法进行分析时二阶以上的色散完全可以忽略。关键词：白光干涉；空间频域算法；三维形貌；干涉显微镜中图分类号：TH741；TN249文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1003—501X．2014．08．0033DMicroTopographyMeasurementBasedonSp

3、atialFrequencyDomainAlgorithmXUYongxiang，ZHANGQianfang，LIUSongsong，LIUYi(Departmentofics，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Whitelightinterferometryfortopographymeasurementcanavoidphaseuncertaintytroublewhichexistsinlaserinterfero

4、metry．SpatialFrequencyDomainAlgorithm(FDA)，basedonwhite—lightscaninterferometry，hastheadvantageofinsensitivitytonoiseandhighercalculationaccuracycomparedwithothermethods．ApplyingFDA，twowhitelightscanningtestsOilthes~Nceofastep—likesamplearecarriedonwithaMirautyped

5、scaninterferencemicroscope．Thustwosteppedprofileresultsareobtained，theirstepheightsdiferencenotexceeding1nm．Meantime，thesamesampleisalsotestedwithaZygoNewview7200profiler,bothtopographyresultsagreeingwitheachotherandstepheightsdiferingby0．9nm．Besides，dataprocessin

6、gresultsalsoshowthatthechromaticdispersionhigherthan2“orderiscompletelynegligiblewhenapplyingFDA．Keywords：whitelightinterferometry；frequencydomainalgorithm；threedimensionaltopography；interferometricmicroscope0引言机械制造、电子工业、二元光学、机器人视觉等领域的快速发展，对三维形貌的测试技术提出了越来越高的要求。因此对

7、表面微观形貌测试技术展开研究，有着十分重要的意义和广阔的应用前景。目前对三维形貌的测量可分为两大类：接触式和非接触式。前者主要包括触针式测量法和原子力显微镜(AtomicForceMicroscope，AFM)~i]量法。其中，AFM测量法的特点是三维均具有高精度。非接触式测量通常采用的是基于光学测量的方法，如光学探针法】、莫尔条纹法[5]、三维全息测量术及移相干涉法等。其中，光学探针法原理上类似于机械触针式，只是其探针为聚焦光束，它的测量分辨力受机械扫描机构运动误差和电路噪声的影响，同时难以控制探针焦点使其始终落在被测面

8、上，此外因测量属于逐点收稿日期：2013-1卜15；收到修改稿日期：201401—26基金项目：2012年江苏省“百千万计划”资助项目作者简介：徐永祥(1962。)，男(汉族)，江苏扬扑IA。副教授，tg~，主要从事光电检测技术的研究。EIllail：yx_xu@sina_c(】m。http：／／www