共焦显微术是一种重要的微小物体测量技术.它具有良好的轴向层析能力,并且可以通过采用扫描装置而获得较大的视场,因此在半导体工业、生物科学、生命科学、材料科学等领域有很多重要的应用.该文在阐述共焦成像理论的前提下,从应用角度出发,设计一整套点扫描激光共焦三维轮廓测量系统,并得到比较理想的实验结果.该硕士论文是对两年半以来作者研究工作的总结.全文分为六章,第一章阐述共焦显微术的发展历史、现状,并说明该文的选题背景及意义.第二章通过对薄透镜成像原理的说明和应用,分析共焦显微镜的三维振幅点扩散函数和三维相干传递函数,指出共焦显微镜具有独特的光学层析能力以及高的轴向分辨率.阐述物镜数值孔径、探测器尺寸和光瞳函数对轴向分辨率的影响.第三章在理论研究基础上,对关键元件进行设计,主要有激光器、扫描装置、物镜、光电转换模块以及数据采集模块等,并最终建立一整套点扫描激光共焦三维轮廓测量系统.指出采用三点高斯拟合提取三维轮廓的算法,与传统极值搜索法相比,其利用更多的扫描点信息,可以在较大的轴向扫描间距下获得更高测量精度.第四章基于VC++6.0平台,利用面向对象的技术,按照模块化设计的特点,完成系统软件的设计,并对软件中的主要功能进行说明,系统软件具有良好的人机界面.第五章分析系统误差,给出实际轴向光强响应曲线,极值法和三点高斯拟合算法的结果图,并对这些结果进行系统误差校正和分析,指出本系统是一种具有良好的稳定性和重复性的高轴向分辨率的精密测量装置.第六章对全文工作进行总结.