时间相移显微干涉术用于微机电系统的尺寸表征

提出了将时间相移显微干涉测量方法用于微结构和器件的几何特性检测上．该方法速度快、无损、非接触、易在晶片级进行,具有亚微米级的水平分辨力,垂直分辨力在纳米量级．测量系统采用Mirau显微干涉物镜,利用高性能压电陶瓷物镜纳米定位器实现垂直方向的相移,并通过健壮的5帧Hariharan算法获取表面的相位信息．通过测量美国国家标准研究院（NIST）认证的标准台阶对系统进行了精度标定,并通过测量微谐振器和压力传感器微薄膜的几何尺寸说明了该方法作为测量和过程表征工具的功能．     

利用计量型原子力显微镜进行纳米台阶高度测量

计量型原子力显微镜纳米测量系统主要由扫描器、测针位置传感器和一体化微型激光干涉三维测量系统等部分构成．针对计量型原子力显微测量系统,采用三维激光干涉测量系统作为测量基准,以实现原子力测量系统的纳米尺度量值溯源和校准工作．建立了校准模型,分析了扫描器9项主要误差项,并将该模型应用到原子力显微镜扫描器的校准中．校准后的结果表明,除z轴位置误差不超过±2nm外,其他8项的残余误差均不超过±1nm．通过台阶高度国际比对,建立了台阶高度标准计算方法及不确定度分析模型．台阶高度国际比对的测量结果表明,计量型原子力显微镜的测量值与参考值相差均小于1．5nm．     

基于白光相移干涉术的微结构几何尺寸表征

将Carré等步长相移法与白光垂直扫描相结合形成了一种白光等步长相移算法,该方法快速、准确、非接触,垂直分辨力可达亚纳米级.测量系统集成了Mirau显微干涉物镜,并通过高精度压电陶瓷纳米定位器带动物镜进行垂直扫描.分析了Carré法应用于白光干涉信号的相位提取的精度,对不同扫描步距以及不同信噪比情况下的测量进行了计算机仿真,确定了测量参数.结合重心法将相位计算的数据范围直接定位于干涉信号的零级条纹,从而省去了相位解包裹过程.通过对微谐振器和标准台阶的测量说明了该方法的有效性,并使用白光相移干涉、白光垂直扫描和单色光相移干涉对44 nm标准台阶进行了测量,并对测量结果进行了比较.     

集成AFM测头的纳米测量机用于台阶高度的评价

利用纳米测量机(NMM)和原子力显微镜(AFM)实现了高精度的台阶高度评价,该系统的测量范围可以达到25 mm × 25 am×5 mm.文中描述了NMM和AFM的工作原理,说明了NMM的高精度定位性能,系统利用NMM实现x、y方向的扫描,AFM测头只是作为零点传感器,通过将AFM的悬臂梁反馈控制信号引人到NMM的数字信号控制器中,NMM实现在:方向的辅助测量,这种测量模式减小了AFM的PZT扫描器固有特性对测量的影响.根据ISO 5436-1:2000的评价方法对经过标定的台阶高度进行评价,14次测量的标准偏差为0.52 nm.     

微小光学相移的差分测量

本文从理论上推导出差分探测光学相移时探测器输出信号与光学相移的关系式。对差分探测方法的最优化条件进行了讨论，并分析了此方法的探测灵敏度。从实验前直接探测和差分探测 结果，证实差分探测有更高的探测灵敏度。     

组合坐标法精确测量微纳米台阶样板高度

微/纳米级台阶高度的精确测量是纳米计量技术领域中重要的研究工作.文中提出了一种以精确定位为前提的多区域坐标组合台阶高度测量法,应用纳米三维测量机实现了标称高度1 mm的微/纳米级台阶样板高度的精确测量.结合实验数据,对影响测量结果的环节进行了分析,确定了影响测量结果的主要因素,并阐述了相应的解决办法.该技术内容对研究台...     

Mirau干涉型微纳台阶高度测量系统的研究

为了实现纳米量级到微米量级的微观三维台阶样板高度的快速测量,在普通光学显微镜的基础上改造完成了一台微纳台阶高度测量装置,设计了整体硬件结构,编写了测量控制软件和数据处理软件,并结合Hilbert变换和小波变换实现三维表面形貌测量。使用不同高度的台阶样品进行测试,测试结果表明:系统测量准确度较高,测量重复性较好,垂直测量范围大于50 μm。     

计量型原子力测头用于纳米台阶高度样板的测量

为"大范围纳米结构测量系统"研制的计量型原子力测头,采用光束偏转法检测探针悬臂偏转.原子力测头的布置在X、Y方向无阿贝误差.在50mm×50mm×2mm的测量全程内,测头与样品的相对位移可以由激光干涉仪直接读数,因此可溯源到米定义国家基准.激光波长由Elden公式计算修正.使用德国物理技术研究院(FIB)提供的台阶高度样板一套,所得测量结果与PTB测量结果进行比对,结论为:测量系统的测量重复性不大于0.82 nm;比对系数En≤1,验证了测量结果是准确的,测量不确定度评定是合理、可信的.     

光盘基片平整度的相移干涉测量方法

使用工作波长为10.6mm的红外激光平面干涉仪对光盘基片的表面面形进行了移相式干涉法测试,对测试的波面数据进行多项式拟合,并用计算机处理测试结果,实现了光盘平整度的自动化测量。所测光盘基片平整度的峰谷值为7.88mm,均方根值为2.0mm。     

步距规校准装置

利用坐标测量机和激光干涉仪的信号合成技术,构成步距规校准装置,实现多示值标准器的高精度校准.介绍了仪器的构成、原理、软件框图等,并进行了详细的不确定度分析.     

基于时域傅里叶变换的波长移相算法

基于傅里叶变换的波长移相算法，是基于时域傅里叶变换和差分技术来实现干涉图处理。这种算法主要用于实现较粗糙轮廓或台阶件的光学检测。介绍了该算法的中心思想，指出了已有的Takeda算法的缺点，提出了改进算法。叙述了新算法的实现过程并进行了误差分析，最后给出了实验结果。     

基于步距规的三坐标测量机的直线度误差分析方法

提出一种基于精密步距规进行坐标测量机直线度误差的分析方法,通过将步距规放置在测量空间的不同位置,根据三坐标测量机空间误差和几何误差的关系建立数学模型,从而得到其直线度误差,并通过仿真验证了其可行性.该方法可以应用在三坐标测量机的校准和安装调试,也适用机床导轨的直线度误差分析.     

单频激光干涉仪条纹的偏振移相细分技术

提出了一种用于单频激光干涉仪条纹细分的偏振移相技术.通过偏振分光镜、波片等光学元器件产生四路依次相差90°相位的激光干涉信号,经过硬件电路的整形、放大和比较后,可以解决常见的光强"零漂"问题.共光路设计有效地消除了由于环境因素给测量带来的误差,提高了干涉系统的稳定性和重复性.移相技术不仅充分地利用光能量,而且四路信号更便于干涉条纹的计数和判向,同时为电子细分技术奠定了基础.     

基于步距规的三坐标测量机的几何误差分析

利用高精密步距规对坐标测量机运动误差的分析进行了研究,建立了误差分离的数学模型,通过将步距规按一定规则在空间内摆放并进行测量,可以得出坐标测量机的定位误差、角摆误差、直线度误差和垂直度误差.该方法也可以应用在数控机床、加工中心等领域的误差分析.     

基于BP神经网络和遗传算法的电阻抗图像重建算法

医学电阻抗成像(MEIT)技术是一个复杂的非线性问题,图像重建算法对所构图像质量具有重要的影响。由于传统的BP神经网络算法存在训练速度慢且易陷于局部极小等特点,采用全局寻优的遗传算法(GA)实现BP网络连接权的学习,并将该混合算法用于电阻抗断层图像(EIT)重建。实验结果表明,该算法所构图像无论被测场域中心还是边缘处均具有较高的图像分辨率,与典型的反投影及灵敏度系数算法所构图像相比,其质量得到明显的改善。     

移动式沥青砂浆车液压调平系统及其实验研究

为了保证沥青砂浆车内部计量仪器对水平度的要求和满足频繁移动的特点,建立了沥青砂浆车调平系统模型,分析和研究了不同的调平控制算法,最后通过实验对不同的调平控制算法进行了实验对比研究。研究结果表明:在调平精度为±0.2°以上时,单方向调平控制算法调平容易出现不收敛和调平效率低下;在满足调平精度为±0.1°的前提下,去耦合最低点调平控制算法能保证调平收敛和提高调平效率。基于去耦合最低点调平算法能满足移动式沥青砂浆车调平精度和调平效率。     

快速一步法（ROSE法）提取DNA应用于RAPD—PCR扩增

对ＲＯＳＥ法的操作程序进行了进一步的简化，“一管一步”即可完成ＤＮＡ提取全过程，系统地与ＣＴＡＢ和ＳＤＳ法进行了比较，其提取过程明显比ＣＴＡＢ法、ＳＤＳ法简单，提取效率分别比ＣＴＡＢ、ＳＤＳ提高４倍和９倍，无污染物产生；与ＣＴＡＢ和ＳＤＳ法比分别节省费用约２００％和７００％。提取的ＤＮＡ能满足ＲＡＰＤ－ＰＣＲ研究的需要。因此，改良后的ＲＯＳＥ法可能是一种适合于ＤＮＡ提取自动化的方法，同时可能成为植     

改进的共轭梯度算法的图像重建算法

针对电容层析成像图像重建问题的病态性,在Tikhonov正则化的基础上,以正则化解决方案的规模和给定数据的质量为理论依据,引入一个数学变换,提出了一种新的正则化方法,该方法克服了常规正则化方法扰乱原系统的缺陷。同时,将ECT物理模型进行规范化,并对共轭梯度算法进行改进。仿真实验表明,改进的共轭梯度算法的成像质量高于LBP算法、 Tikhonov正则化算法和共轭梯度算法,并利用相关系数进行了验证。