一个基督教文科大学,EST。1846

用于成像阵列耦合二进制莫尔干涉高速替代相萃取方法

  • 项目类型: 导演
  • 针对项目贡献者: 学家斯科特steckenrider,J。西亚steckenrider

目的/抽象

An alternative phase-extraction methodology is presented for high-resolution moiré analysis, in which the projected and imaged pattern is imaged by a charge-coupled device (CCD) array relatively spaced at three pixels per period. The profilometric method uses a photolithographically printed binary pattern with a 33.3% duty cycle symmetrically projected and imaged using telecentric lenses. The resulting surface height map reduces phase error by 33% when compared to conventional sinusoidal projection and extraction methods. The presented system has the ability to resolve surface features with a lateral resolution of <50 μm and a topographical resolution <10 μm.

引入/背景

莫尔干涉是用于表面轮廓公知的和有用的工具。莫尔条纹导致当两个周期性条纹阵列被叠加:一,一个信号阵列(具有周期PS),是与表面轮廓相关联。另一方面,周期性参考阵列(PR),具有节距是由表面不受影响。

莫尔图案是一个更大的周期的;因此,当PS和PR具有细间距,所述莫尔图案是比任一组成阵列的更加明显。然而,它的相位是直接链接到每个这些阵列的相位。考虑其中Ps和Pr的区别仅微小的事件:在这种情况下,所产生的莫尔图案的间距是非常大的。因此,相对于参考阵列的信号阵列中的小变化通过莫尔图案“放大”。这个放大倍数是什么简化了相位变化,并因此,该表面高度提取的量化。

方法

第一,我们希望确定由各个子采样率的余弦假设作为成像系统(即,聚焦质量)的分辨率的函数引入的相对误差。第二,我们想研究用于从两个二进制条纹图案的干扰而产生的莫尔图案中提取相位信息的替代机制(投影二进制图案和成像CCD阵列本身),并比较此方法到的预测误差与余弦逼近关联。

结果

硬币(二十五美分)作为在其上表明该替代相萃取方法的有效性对象表面。在替代方案中的二进制法,3025像素(约2.5平方毫米)的在硬币下巴前面的标准偏差,标称平坦的区域为1.93微米。这意味着,对于该656像素×491像素的图像(这将需要4.5个标准偏差)中的单个像素的最小可检测偏差将是8.7微米。在传统的余弦方法相同的区域的标准偏差(其中投影的条纹图案是不是二进制的,但实际的半色调图案余弦)是2.85微米,得到的12.9微米的最小可检测偏差为单个像素。因此,这里提出的可供选择的方法实现了在最小灵敏度的降低33%。

结论

我们已经开发的替代方法,用于提取相位(并且最终,相关联的表面高度信息)从投影二进制图案。理论模型表明,新型相萃取方法应该优于任何成像系统,其衍射极限为20%或更小的二进制图案周期的正弦逼近的方法。实验结果通过指示该备选相萃取方法优于传统的正弦分析,即使当投影图案实际上是正弦的,通过实现低33%RMSE支持这一预测。

资源/链接

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照明和观察系统

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表面轮廓

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剧情简介

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