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并行共焦测量中的并行光源技术综述 被引量：10
1
作者 余卿 余晓芬 +2 位作者 崔长彩 叶瑞芳 范伟 《中国光学》 EI CAS 2013年第5期652-659,共8页
并行共焦测量技术的核心是将单点共焦测量变成多点同时扫描测量,从而使共焦测量速度显著提高。本文介绍了共焦测量技术原理,综述了用于并行共焦的并行光源技术,分析了这些方法的优点和不足。结合作者近年来的研究成果,重点阐述了基于微... 并行共焦测量技术的核心是将单点共焦测量变成多点同时扫描测量,从而使共焦测量速度显著提高。本文介绍了共焦测量技术原理,综述了用于并行共焦的并行光源技术,分析了这些方法的优点和不足。结合作者近年来的研究成果,重点阐述了基于微透镜阵列和数字微镜器件(DMD)产生并行光源的新方法。分析和研究了DMD的空间光调制机理,最终建立了一种单光源双光路并行像散共焦测量系统。 展开更多
关键词 共焦显微镜 并行光源 并行共焦测量 三维形貌术 微透镜阵列 数字微镜器件
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基于数字微镜的并行激光共焦显微检测技术研究 被引量：6
2
作者 涂龙 余锦 +7 位作者 樊仲维 邱基斯 赵天卓 王治昊 吴权 葛文琦 郭广妍 王昊成 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第10期139-146,共8页
为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于数字微镜的并行激光共焦显微检测系统。首先,利用衍射光学对数字微镜的夫琅禾费衍射模型进行了研究。接着,利用数字微镜实现扫描像素单元为2×2,周期为T=3的并行扫描模式。然后对三... 为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于数字微镜的并行激光共焦显微检测系统。首先,利用衍射光学对数字微镜的夫琅禾费衍射模型进行了研究。接着,利用数字微镜实现扫描像素单元为2×2,周期为T=3的并行扫描模式。然后对三维图像重构算法和激光散斑匀化进行了分析。最后,利用该系统分别对镀膜平板、WSZ位置灵敏阳极探测器以及螺钉进行了三维测量。实验结果表明,在轴向平移台步距为10nm的条件下,该系统能准确重构出样品三维形貌。该共焦显微检测方法能大大提高共焦扫描速度,能很好地满足一般工业检测需求,本文为并行共焦检测技术提供了一条新的研究和应用方法。 展开更多
关键词 并行共焦显微 数字微镜 三维图像重构 形貌测量
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并行差动共焦轴向测量宽场误差修正方法 被引量：4
3
作者 叶一青 易定容 +2 位作者 蒋威 孔令华 黄彩虹 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第20期133-142,共10页
并行差动共焦三维成像方法通过将照明光分割为多光束,实现多点并行探测,解决了传统差动共焦成像中逐点扫描导致的成像效率偏低的问题,是一种理想的快速高精度三维成像方法。然而,在并行差动共焦检测过程中,系统光照不均和光学成像系统... 并行差动共焦三维成像方法通过将照明光分割为多光束,实现多点并行探测,解决了传统差动共焦成像中逐点扫描导致的成像效率偏低的问题,是一种理想的快速高精度三维成像方法。然而,在并行差动共焦检测过程中,系统光照不均和光学成像系统的场曲都会引起测量误差。分析了宽场成像过程中不可避免的光照不均及光学系统场曲等因素对并行差动共焦轴向测量的影响,提出了一种宽场误差的修正方法,建立了并行差动共焦轴向测量宽场误差修正的理论模型。实验证明,该方法可以有效地抑制系统光照不均对测量结果的影响,并且校正了光学成像系统场曲等引起的轴向测量误差,保证了并行差动共焦纳米量级轴向测量准确度在全视场范围内的普适性。该方法实施过程简便,适用于其他并行共焦检测方法的误差修正。 展开更多
关键词 显微 并行共焦显微镜 三维形貌测量 物方差动测量 误差修正 光照不均
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基于DMD的并行共焦图像处理方法研究 被引量：1
4
作者 余卿 余晓芬 +1 位作者 崔长彩 叶瑞芳 《计量学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期113-117,共5页
在并行共焦测量中，用于构造点光源阵列的光分束器件普遍存在参数固化、对不同测量对象适应性较差的缺点。将数字微镜器件（DMD）作为光分束器件应用于并行共焦测量，可以控制DMD构造柔性化点光源阵列，应对不同的测量场合。推导了DMD... 在并行共焦测量中，用于构造点光源阵列的光分束器件普遍存在参数固化、对不同测量对象适应性较差的缺点。将数字微镜器件（DMD）作为光分束器件应用于并行共焦测量，可以控制DMD构造柔性化点光源阵列，应对不同的测量场合。推导了DMD的空间光调制模型，规避了“泰伯效应”对并行共焦测量的影响，设计了可抑制光点横向漂移的远心光路，构建了基于DMD的并行共焦测量装置，对比了两种不同的并行共焦图像处理方法。实验结果表明，在没有设置高数值孔径物镜组的情况下，测量装置的纵向分辨率受到一定影响，但所设计的图像处理程序能够快速、准确地获取被测物面的形貌特征。 展开更多
关键词 计量学 并行共焦测量 图像处理 数字微镜器件 点光源阵列
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用于并行共焦测量的DMD控制方法研究
5
作者 余卿 崔长彩 +1 位作者 范伟 叶瑞芳 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2013年第8期61-63,66,共4页
激光共焦测量采用并行的方式可以有效提高测量效率,但用于并行共焦测量的光分束器件普遍存在制作困难、价格偏高的不足。从数字微镜器件的空间光调制机理入手,主要研究数字微镜器的控制方法,通过构建任意所需的点光源阵列,实现了并行共... 激光共焦测量采用并行的方式可以有效提高测量效率,但用于并行共焦测量的光分束器件普遍存在制作困难、价格偏高的不足。从数字微镜器件的空间光调制机理入手,主要研究数字微镜器的控制方法,通过构建任意所需的点光源阵列,实现了并行共焦测量。结果表明,测量装置可根据不同的被测物便捷地更换点光源参数;测量装置具有很好的柔性,且测量误差小。 展开更多
关键词 并行共焦测量 测量效率 数字微镜器件 空间光调制 点光源阵列 柔性
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单光源双光路激光并行共焦测量系统设计 被引量：16
6
作者 余卿 余晓芬 崔长彩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期281-286,共6页
针对传统激光并行共焦测量过程中存在的泰伯效应,提出将数字微镜器件(DMD)引入激光并行共焦测量系统来正确辨识正焦面的位置。采用了DMD作为光分束器件,从理论上验证了它是一种投影式的阵列光源,对激光分束后不会在光路方向上产生泰伯像... 针对传统激光并行共焦测量过程中存在的泰伯效应,提出将数字微镜器件(DMD)引入激光并行共焦测量系统来正确辨识正焦面的位置。采用了DMD作为光分束器件,从理论上验证了它是一种投影式的阵列光源,对激光分束后不会在光路方向上产生泰伯像;同时,考虑DMD不能对分束后的光线产生会聚作用,并非高效的并行光源分束器件,本文将DMD与微透镜阵列(MLA)结合构建了单光源双光路并行共焦测量系统。该系统利用DMD光路探测正焦面位置,利用微透镜阵列光路进行精确的共焦测量。实验结果表明,两种光路下的正焦面位置仅相差2μm,在一个泰伯间距范围之内,可以较好地克服泰伯效应对激光并行共焦测量的影响,进而保证较高精度的并行共焦测量。 展开更多
关键词 数字微镜器件 微透镜阵列 泰伯效应 激光并行共焦测量系统
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数字微镜器件用于并行共焦测量的再研究 被引量：11
7
作者 余卿 余晓芬 +1 位作者 刘文文 程伶俐 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期229-233,共5页
数字微镜器件(DMD)可以控制其中每个微镜的偏转状态,相对于其他光分束器件,它可以构建出点光源大小可变、间距可调的柔性阵列光源。在前期研究的基础上,理论上推导出该阵列光源可以用于并行共焦测量,改进了测量光路,并结合实际使用找到... 数字微镜器件(DMD)可以控制其中每个微镜的偏转状态,相对于其他光分束器件,它可以构建出点光源大小可变、间距可调的柔性阵列光源。在前期研究的基础上,理论上推导出该阵列光源可以用于并行共焦测量,改进了测量光路,并结合实际使用找到了合适的阵列光源参数,获知了并行共焦测量系统的纵向分辨率与点光源大小的关系,最终通过对实物的测量较完善地阐述了基于DMD的并行共焦测量系统。 展开更多
关键词 测量 数字微镜器件 柔性 阵列光源 并行共焦测量系统
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基于小孔阵列的并行激光共焦显微检测技术研究 被引量：3
8
作者 涂龙 余锦 +6 位作者 樊仲维 王志昊 黄科 葛文琦 聂树真 郭广妍 王昊成 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1989-1994,共6页
为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于小孔阵列的并行激光共聚焦显微检测系统。利用自行研发的三波长皮秒脉冲激光加工机在面积为1cm2的铜箔上制备100×100的小孔阵列,以实现并行分光,小孔的平均直径为43.6μm,间距为100... 为了对微纳加工工件进行三维形貌测量,建立了基于小孔阵列的并行激光共聚焦显微检测系统。利用自行研发的三波长皮秒脉冲激光加工机在面积为1cm2的铜箔上制备100×100的小孔阵列,以实现并行分光,小孔的平均直径为43.6μm,间距为100μm。利用小孔阵列系统,分别对镀膜平板和螺钉进行了三维测量。实验结果表明,在轴向平移台步距为1μm的条件下,本文系统能对待测样品实现轴向分辨率为1μm、横向分辨率为20μm的三维扫描并重构出样品形貌。本文共焦显微检测方法能大大提高共焦扫描速度,能很好满足一般工业检测需求,本文为并行共焦探测技术提供了一条新的研究和运用方法。 展开更多
关键词 并行共焦显微检测技术 小孔阵列 三维图像重构 形貌测量
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一种并行共焦显微镜的设计与研制 被引量：2
9
作者 高晓斌 余晓芬 《光学仪器》 2005年第6期72-75,共4页
并行共焦显微镜是一种综合了光学、机械、电子、计算机及数字图像处理等技术,具有较高的横向和纵向分辨力的新颖三维表面无损检测仪器.为了保证其装配调节方便,在关键部件的结构设计上采用了微调结构,主要介绍了并行共焦显微镜的光学系... 并行共焦显微镜是一种综合了光学、机械、电子、计算机及数字图像处理等技术,具有较高的横向和纵向分辨力的新颖三维表面无损检测仪器.为了保证其装配调节方便,在关键部件的结构设计上采用了微调结构,主要介绍了并行共焦显微镜的光学系统、物镜组设计、关键部件的微调结构设计及结构组成。 展开更多
关键词 并行共焦测量 表面检测 微调结构
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基于数字微镜器件的并行彩色共聚焦测量系统 被引量：13
10
作者 张一 余卿 +2 位作者 张昆 程方 崔长彩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期859-866,共8页
彩色共聚焦技术因其高分辨率、高测速的特点,在表面形貌测量领域备受关注,然而现有的彩色共聚焦技术多为单点测量,一定程度上限制了测量效率。本文在彩色共聚焦技术的基础上,以DMD作为光分束器件,结合自主研发的大口径色散管镜,利用面... 彩色共聚焦技术因其高分辨率、高测速的特点,在表面形貌测量领域备受关注,然而现有的彩色共聚焦技术多为单点测量,一定程度上限制了测量效率。本文在彩色共聚焦技术的基础上,以DMD作为光分束器件,结合自主研发的大口径色散管镜,利用面阵彩色相机作为光电接收器件,研究和建立了基于数字微镜器件的并行彩色共聚焦实验平台,实现了对被测物面上多个探测点的并行图像处理。最终,利用所搭建的并行彩色共聚焦测量系统,对50μm高的台阶和自制台阶进行了测量,并对硬币的表面形貌进行了三维恢复。实验结果表明,该测量系统的轴向测量范围为300μm,测量精度达到微米级;同时,能够较好地恢复硬币的表面形貌特征,具有较好的测量效率与可靠性。 展开更多
关键词 光学测量 彩色共聚焦技术 数字微镜器件 彩色相机 表面形貌三维重构
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