[發明專利]微納器件離面運動測量中面內誤差檢測裝置及補償方法

無效

• 申請號: 201110327688.0
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102506710A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陳治;陳澄;李艷寧;丹特·多倫雷;傅星;胡小唐
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種微納器件離面運動測量中面內運動誤差檢測裝置，其特征在于，有控制及圖像處理單元(1)，以及與所述的控制及圖像處理單元(1)相連接的相移顯微干涉系統(2)，其中，所述的相移顯微干涉系統(2)包括有：

依次設置的用于得到被測微納器件(29)的圖像的：振動隔離臺(211)、三維微動探針臺(210)、被測微納器件(29)、顯微干涉儀(28)、納米定位儀(27)以及顯微鏡(26)；

頻閃照明控制器(25)，為系統提供照明；

高壓運放驅動器(23)，連接被測微納器件(29)，用于驅動被測微納器件(29)運動；

任意波形發生器(24)，輸入端連接控制及圖像處理單元(1)，輸出端分別連接頻閃照明控制器(25)和高壓運放驅動器(23)，在控制及圖像處理單元(1)的控制下分別向頻閃照明控制器(25)和高壓運放驅動器(23)發出驅動信號；

CCD攝像機(22)，與顯微鏡(26)相連，用于通過顯微鏡(26)攝取被測微納器件(29)的圖像；

圖像采集卡(21)，分別連接控制及圖像處理單元(1)和CCD攝像機(22)，用于采集CCD攝像機(22)所攝取的被測微納器件(29)的圖像，并將該圖像存儲在控制及圖像處理單元(1)中。

2.根據權利要求1所述的微納器件離面運動測量中面內運動誤差檢測裝置，其特征在于，所述的控制及圖像處理單元(1)還分別連接圖像采集卡(21)、CCD攝像機(22)和納米定位儀(27)，用于協調圖像采集卡(21)、CCD攝像機(22)和納米定位儀(27)的動作。

3.根據權利要求1所述的微納器件離面運動測量中面內運動誤差檢測裝置，其特征在于，所述的控制及圖像處理單元(1)是由計算機構成。

4.一種用于權利要求1所述的微納器件離面運動測量中面內運動誤差檢測裝置的運動誤差的補償方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)通過微納器件離面運動測量中面內運動誤差檢測裝置，采集被測微納器件的動作圖像；

2)進行面內位移測試，對步驟1在各個準靜態位置處采集的干涉圖像，利用圖像配準算法獲取被測微納器件亮場圖像，再采用塊匹配算法計算得到被測器件的面內位移情況；

3)進行離面運動測試，利用面內位移值進行對圖像進行補償，確定被測微納器件上每一點在不同準靜態位置時在視場中的準確位置，從而確定圖像上被測微納器件待分析區域的位置，對每個準靜態位置時的待分析區域采用五步相移算法進行計算，得到相位包裹圖像。

4)對步驟3中得到的各個準靜態時刻的包裹圖像進行時間軸和空間軸的雙相位展開。

5.根據權利要求4所述的用于微納器件離面運動測量中面內運動誤差檢測裝置的運動誤差的補償方法，其特征在于，步驟1是采用相移顯微技術和頻閃成像技術，共采集10～15個準靜態位置，每個準靜態位置進行12～18步相移測試。

6.根據權利要求4所述的用于微納器件離面運動測量中面內運動誤差檢測裝置的運動誤差的補償方法，其特征在于，步驟4所述的進行時間軸和空間軸的雙相位展開，是先進行時間軸上的相位展開，獲得一基準點的絕對離面高度數據，從而將所有準靜態圖像聯系起來，然后進行空間軸上的相位展開，即以該基準點為起始點進行相位的解包裹運算，先獲得每個準靜態時刻器件表面各點的相對高度信息，帶入基準點的絕對離面高度數據，從而得到器件在每個準靜態時刻表面各點運動的絕度高度信息。