差動共焦顯微成像理論及畸變校正方法研究.pdf

1、差動共焦顯微技術以其輸出信號穩(wěn)定、線性范圍大、分辨力高等優(yōu)點,使其在生物、醫(yī)學檢測、微電子、超精密加工表面測量等領域發(fā)揮了巨大作用。各國學者在如何提高及擴展差動共焦顯微成像方面做了諸多研究,對成像質量評價的標準體系也在不斷發(fā)展。盡管差動共焦顯微技術具有顯著優(yōu)勢,但是,由于成像存在三維畸變,引入誤差,影響儀器測量能力,最終影響成像質量。
　　課題“差動共焦顯微成像理論及畸變校正方法研究”主要針對以上問題,研究具有三維空間成像能力的差

2、動共焦顯微成像理論,開展差動共焦直邊邊緣成像特性分析,構建數(shù)學模型,完成差動共焦顯微成像畸變校正技術研究。主要研究工作如下:
　　首先,以傅里葉光學理論為基礎,利用透鏡的傅里葉變換性質分析共焦探測傳感原理,分析共焦技術、傳統(tǒng)差動共焦技術和改進型差動共焦的傳感機理,分析結果表明,改進型差動共焦系統(tǒng)的信號輸出強度不受反射率擾動等的影響,只與被側面距離焦點位置有關。
　　其次,基于光瞳函數(shù)和光學傳遞函數(shù)的理論分析,構建數(shù)學模型,分

3、析直邊邊緣的頻域成像特性,著重討論在邊緣位置判定中,階躍高度與離焦探測器間關系和直邊邊緣成像梯度,討論了離焦狀態(tài)下共焦系統(tǒng)直邊邊緣成像,進而分析差動共焦系統(tǒng)階躍邊成像特性,分析結果表明,光瞳調制不能增強直邊邊緣成像,邊緣位置的像強度為邊緣響應幅度的1/4-1/3,邊緣位置的像強度梯度為8/3p。
　　再次,利用差動共焦系統(tǒng)的線性特性,提出基于空間移相的差動共焦傳感原理,依靠較大的采樣間隔實現(xiàn)高的軸向分辨率,并且僅使用一個探測器來保