15、微系统光学检测技术综合解析

微系统光学检测技术综合解析

1. 引言

微系统在现代科技领域中具有重要地位，其光学检测技术对于确保微系统的性能和质量至关重要。本文将详细介绍微系统光学检测中的多种技术，包括数字全息、激光多普勒测振、原子力显微镜等，以及它们在微系统检测中的应用。

2. 数字全息技术

2.1 基本原理

数字全息技术基于光的干涉和衍射原理，通过记录和重建物体的波前信息来获取物体的三维信息。其理论基础涉及卷积方法、菲涅耳近似、无透镜傅里叶方法和相移方法等。在记录和重建波前时，需要考虑离散化的影响。

2.2 应用领域

• 物体检测 ：可用于具有光学表面和技术表面的物体检测。对于光学表面物体，能进行微透镜测试、硅MEMS结构测试和热负载测试；对于技术表面物体，可实现小物体的形状和位移联合测量以及材料参数测定。
• 变形测量 ：在变形测量方面具有优势，能通过聚焦跟踪实现高精度测量，还可进行轮廓重建。

2.3 关键技术

• 像差补偿与去除 ：在数字全息显微镜中，需要对像差进行补偿和去除，可采用圆形条纹载波去除、双曝光技术和逐次逼近法等。
• 相位测量与校准 ：相位测量是数字全息的关键，需要进行校准以确保测量精度。

3. 激光多普勒测振技术

3.1 原理与应用

激光多普勒测振技术基于激光多普勒效应