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用于成像阵列云纹干涉耦合二进制高速替代相萃取方法

  • 项目类型: 针对
  • 针对项目贡献者: 学家斯科特Steckenrider,J。西亚Steckenrider

目的/抽象

An alternative phase-extraction methodology is presented for high-resolution moiré analysis, in which the projected and imaged pattern is imaged by a charge-coupled device (CCD) array relatively spaced at three pixels per period. The profilometric method uses a photolithographically printed binary pattern with a 33.3% duty cycle symmetrically projected and imaged using telecentric lenses. The resulting surface height map reduces phase error by 33% when compared to conventional sinusoidal projection and extraction methods. The presented system has the ability to resolve surface features with a lateral resolution of <50 μm and a topographical resolution <10 μm.

引言/背景

云纹干涉是表面轮廓一个众所周知的和有用的工具。当莫尔条纹导致两个阵列被叠加周期性条纹:一,一个信号阵列(具有周期PS),与表面轮廓相关联。另一方面,一个参考周期阵列(PR),你必须间距即通过表面不受影响。

莫尔图案是一个更大的周期的;因此,当PS和PR有无细间距,莫尔图案是比任一组成阵列的更加明显。然而,STI相链接到每个这些阵列的的直接相位。考虑事件其中Ps和Pr区别仅微小的:在这种情况下,波纹图案导致的间距是非常大的。因此,相对于参考阵列的信号阵列中的小的变化是由叠栅条纹图案“放大”。 ESTA倍率是什么简化了相位变化,并因此,该表面高度提取的量化。

方法

第一,我们希望确定由各个子采样率的余弦假设作为成像系统(即,聚焦质量)的分辨率的函数中引入的相对误差。其次,我们想调查从莫尔图案从两个二进制条纹图案的干扰所得的(投影二进制图案和成像CCD阵列本身)中提取相位信息的替代机制,并比较预测误差去角城方法即相关有了余弦逼近。

结果

硬币(美元四分之一)被选定为要在其上展示ESTA替代方法相萃取的有效性对象表面。在替代方案中的二进制方法,像素3025(约2.5平方毫米),平标称区中的硬币的下巴的前部的标准偏差为1.93微米。这意味着,对于在像素中的单个像素656×491 ESTA图像像素(这将需要4.5个标准偏差)最小可检测偏差将是8.7微米。在传统的余弦方法相同的区域的标准偏差(其中投影的条纹图案是不是二进制的,但实际的半色调图案余弦)是2.85微米,得到的12.9微米的可检测的最小偏差为单个像素。因此,这里提出的可供选择的方法实现了在最小灵敏度的降低33%。

结论

有我们开发的替代方法,用于提取相位(和最终,相关联的表面高度信息)从投影二进制图案。指示的理论模型的新颖相萃取方法应该优于任何成像系统正弦近似方法是谁的衍射极限的20%或二进制图案周期的更小。指示支持该预测由ESTA即替代相萃取方法优于传统的正弦分析,甚至当投影图案实际上是正弦的实验结果,由33%实现低RMSE。

资源/链接

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照明和观察系统

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表面轮廓

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