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显微散斑干涉系统的设计

作　者: 王文安
导　师: 胡晓东
学　校: 天津大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 微结构测试离面位移电子散斑干涉 Linnik
分类号: TH744.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 48次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

电子散斑干涉技术简称ESPI(Electronic Speckle Pattern Interferometry),是以激光技术、视频技术、计算机图象处理技术、全息干涉和散斑干涉技术等相结合的一种现代光学测量技术,被广泛应用于无损检测(NDT),光学粗糙表面位移,变形测量,振动分析等领域。它具有全场、非接触、高精度、高灵敏度、抗干扰能力强和工作稳定可靠等优点,一直受到人们普遍关注。电子技术、计算机技术、激光技术的发展极大地促使了散斑计量技术的发展,使散斑计量技术向实时、高速及自动化方向发展并被广泛应用于工业生产中。在研究和生产领域,微结构的测试都起着十分重要的作用。目前众多测试方法大多针对光学平滑表面,这给微结构的科学研究和生产测试等应用都带来了很大限制。本文在充分调研的基础上,设计并组建了结合Linnik显微干涉结构的显微散斑干涉测试系统,通过反射率较高表面和散射表面的形貌测量对系统的性能进行验证,并对散射表面的变形进行了初步的测试研究。本文的主要工作包括以下几个方面:1.对国内外MEMS测试方法和散斑测试技术做出充分的调研,着重研究了电子散斑干涉技术在微结构几何量测量尤其是表面变形方面的应用;2.设计并组建了新的显微散斑干涉系统,将Linnik显微干涉结构布置在一个垂直于光学平台的水平面内,消除了因被测表面和参考表面的旋转带来的系统误差;3.完成了对表面反射率较高和表面散射的微结构的测量,进行系统的调试和评价实验,得到较好的表面形貌测量实验结果;4.进行了散射表面离面变形的测试的初步实验研究,并对散斑干涉条纹图像进行了预处理,得到了很好的测量结果,同时对条纹图相位提取作了有益的探讨。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-6
第一章绪论  6-14
  1.1 MEMS 的发展概况  6-8
  1.2 精密测试技术与微结构测试技术  8-12
  1.3 本文的主要工作及内容  12-14
第二章电子散斑显微测试技术  14-24
  2.1 散斑现象及产生原理  14-16
  2.2 散斑计量技术  16-20
  2.3 ESPI 显微干涉结构  20-24
第三章干涉条纹的分析及处理  24-40
  3.1 干涉条纹图  24-25
  3.2 条纹图像处理技术  25-27
  3.3 时间相移干涉技术  27-30
  3.4 相位信息处理技术  30-35
  3.5 散斑条纹图的处理  35-40
第四章微结构的ESPI测试系统  40-53
  4.1 系统光路设计  40-43
  4.2 ESPI 测试系统的组成  43-53
第五章实验结果及分析  53-63
  5.1 评价性实验  53-57
  5.2 散斑干涉测量实验  57-63
第六章总结与展望  63-64
参考文献  64-67
发表论文和参加科研情况说明  67-68
致谢  68

显微散斑干涉系统的设计

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