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多波长及白光显微干涉技术是一种利用光的干涉原理实现恢复物体三维形貌信息的高精度测量方法,其目的是为了解决单波长显微光学测量中的相邻两个像素点高度超过半波长而产生的测量中的相位模糊问题。该项技术扩大了光学干涉检测的测量范围并保留光学检测的非接触性、无损伤、低侵入性、高分辨率等优势。其在微机电检测,医学生物检测上有广泛的应用。 本论文研究并完善了基于最小二乘迭代在多波长同时相移技术中单波长相位的提取方法。并且通过模拟和实验认证了该方法的可行性。其优点有:装置简单、只需一次相移、所需相移器位移小、所需干涉图数量少、相移量随机并未知、能同时分离出各个波长的相位和相移量。文中用仿真和实验验证了该方法并且完成了对螺旋相位板形貌的测量。虽然多波长相移干涉术在一定程度上解决了相位模糊问题,然而其测量范围仍然受到合成波长的限制,因此本文进一步文还研究了基于白光显微干涉测量方法,其利用宽带白光光源的短相干性对干涉信号相干峰值直接定位来确定高度,从根本上解决了单波长干涉中的相位模糊问题。在这项研究工作中,通过自行搭建了基于LINNIK的白光干涉系统并完成相关基于LABVIEW功能软件的编写,实现了对数十微米的MEMS芯片复杂形貌测量。 论文的主要研究成果以及创新点 (1)研究并完善了基于最小二乘迭代的多波长激光干涉测量方法中的同时相移干涉技术并给出了仿真和实验结果。 (2)在仿真中引入实际的中的相位、噪声、背景和调制度等因素,使得仿真过程更加贴近实验。 (3)自行搭建基于LINNIK的白光显微干涉系统和相关基于LABVIEW平台的应用软件的编写。并通过该系统完成了MEMS芯片复杂形貌的测量,尤其在该芯片的栅极部分得到了比较满意的结果。