随着微电子、微机械、微光学等技术的发展,对宏微复合结构样品的三维非接触精密测量技术的需求日益迫切,因此本文对具有光学层析能力与高横向分辨力特性的共焦扫描检测技术中存在的问题开展研究,重点分析了共焦扫描检测系统中扫描机构、数据采集模块和数据处理算法所涉及的关键技术问题。本课题“共焦检测系统扫描采集与数据处理技术研究”主要包含以下研究内容:(1)针对宏微复合结构样品几何特征参数测量的要求,搭建了共焦扫描检测系统中的三维扫描机构,利用具有微米级位移分辨力的步进电机与具有纳米级位移分辨力的压电陶瓷实现宏微结合三维扫描;通过对步进电机与压电陶瓷坐标系不重合的影响的分析,进行坐标系调校,并对测量结果的坐标数据进行补偿。(2)通过对光敏二极管、雪崩光电二极管、光电倍增管的特性分析,并结合对现有共焦扫描检测系统的扫描速度、信号强弱等特性的研究,设计了光电转换模块,并进行了典型参数测量实验,实现了数据采集功能。(3)基于LabVIEW编写了共焦扫描检测系统配套软件,实现了对压电陶瓷与步进电机的上位机控制、同步触发数据采集处理和测量结果的三维显示等功能。(4)针对共焦检测轴向响应特性曲线存在伪峰干扰的问题,采用伪峰剔除滤波算法,并利用二维相关运算实现了多子区域的拼接。实验表明,对周期3μm高度500nm的标准光栅测量数据进行滤波处理后,测量误差分别为0.07μm和17nm ;对微加速计样品实现了9子区域有效拼接测量,测量区域达到220μm×220μm,并可进一步扩展拼接范围。