【摘 要】
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随着微纳米技术研究的不断深入,以及微机电系统(MEMS)应用的发展,对微纳米器件力学性能测量和表征也成为人们关注的热点问题,发展适合微纳米尺度三维变形的测量方法成为一种必然趋势.本文发展了一种结合传统SEM 扫描云纹技术与双目视觉立体成像技术的微纳米尺度三维形貌/变形测量方法.该方法将双目视觉立体成像技术在SEM 中进行应用,通过旋转试件的方法实现不同角度SEM 扫面云纹图的记录.建立三维坐标系,
【机 构】
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北京理工大学宇航学院,北京100081 清华大学航天航空学院,北京100084
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随着微纳米技术研究的不断深入,以及微机电系统(MEMS)应用的发展,对微纳米器件力学性能测量和表征也成为人们关注的热点问题,发展适合微纳米尺度三维变形的测量方法成为一种必然趋势.本文发展了一种结合传统SEM 扫描云纹技术与双目视觉立体成像技术的微纳米尺度三维形貌/变形测量方法.该方法将双目视觉立体成像技术在SEM 中进行应用,通过旋转试件的方法实现不同角度SEM 扫面云纹图的记录.建立三维坐标系,将通过旋转轴的水平面作为成像平面,根据两幅SEM 扫描云纹图的几何关系,推导图像中位移场与微纳米器件三维形貌/变形的关系.采用提取中心线的处理方法对实验数据进行了处理,将得到的位移数据代入文中推导的公式实现了微纳米尺度三维形貌/变形测量.本文作者以计算鼓泡形貌/变形实验作为验证实验,实验结果表明本方法计算简单,光滑度高,计算的灵敏度为42.35nm,鼓泡最高点相对误差在5.13％,面内变形规律遵循两边缘较大向中间部分逐渐减小,能够实现较高精度的三维测量,证明本文方法的可行性.
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