介绍了利用高灵敏度四象限硅光电管作为探测器的二维小角度测量系统,详细分析了其测试原理及实验装置.测试系统利用半导体激光器做光源,采用了偏振分光器件,结构小巧,能量利用率高,具有较高的测量精度.为小角度测试技术的研究提出了一种新的方法.

在微分干涉相衬显微镜中加入偏振相移装置,实现了对干涉光强的调制,达到了相移的目的,构造了具有纳米级分辨率的相移干涉显微测量系统.编制了一套测试软件及多组数据处理软件,将测量系统的各组成部分用软件进行了连接.分析并解决了测量过程中的技术难题,对纳米表面微观形貌进行了高精度实时自动测量.该测量系统能够准确地重构出纳米表面微观形貌,并给出了定量测量数据.

相移干涉技术在表面形貌定量测量中得到广泛应用,其中相移算法是影响相位测量精度的关键之一.分析比较了常用四种算法四帧算法、五帧算法、四帧免疫算法、五帧免疫算法原理公式及对相位测量的影响.用计算机进行模拟实验,提出样本方差和最大偏差两个参数评价算法的优劣.得出传统四帧算法对相移误差最敏感,尽量少用,优先采用五帧算法的结论,有实用性.

改进了用于定量测量样品表面形貌的微分相衬干涉显微镜系统,对系统中由Nomarski棱镜引起的相位差β的消零工作提出了一种新的方法,实验证明是有效可靠的,并且对样品表面三维形貌重构、截面轮廓比对及系统的测量精度进行了实验研究.

应用相移干涉术测量物体表面微观形貌时,相移器的移相误差直接影响测量精度.在四帧干涉图情形下,推导出了对移相误差不敏感的相位解算方法.算法将相移误差因子作为中间可代换变量,它的大小随机变化不影响相位计算结果,即相位计算式与相移误差因子无关.对标准正弦样板进行的实验验证表明,该算法有效地抑制了移相误差对形貌测量的影响,进一步提高了表面微观形貌的测量精度和测量可靠性、提高了测量系统的整体性能指标.

和传统光谱仪相比,微型光谱仪的分辨率较低,但由于它体较小、价格便宜等优点广泛应用于许多测量、控制领域.讨论了微型光谱仪结构特点、关键技术和发展趋势;对多种微型光谱仪的工作原理和相应的工艺流程做了较为详细的总结;结合国内微型光机电系统制作工艺,分析了几类微型光谱仪的制作难点及其设计方案的可行性.探讨了在分辨率要求不太高的情况下微型光谱仪的多个潜在应用领域.