[发明专利]微纳器件离面运动测量中面内误差检测装置及补偿方法

权利要求书

1.一种微纳器件离面运动测量中面内运动误差检测装置，其特征在于，有控制及图像处理单元(1)，以及与所述的控制及图像处理单元(1)相连接的相移显微干涉系统(2)，其中，所述的相移显微干涉系统(2)包括有：

依次设置的用于得到被测微纳器件(29)的图像的：振动隔离台(211)、三维微动探针台(210)、被测微纳器件(29)、显微干涉仪(28)、纳米定位仪(27)以及显微镜(26)；

频闪照明控制器(25)，为系统提供照明；

高压运放驱动器(23)，连接被测微纳器件(29)，用于驱动被测微纳器件(29)运动；

任意波形发生器(24)，输入端连接控制及图像处理单元(1)，输出端分别连接频闪照明控制器(25)和高压运放驱动器(23)，在控制及图像处理单元(1)的控制下分别向频闪照明控制器(25)和高压运放驱动器(23)发出驱动信号；

CCD摄像机(22)，与显微镜(26)相连，用于通过显微镜(26)摄取被测微纳器件(29)的图像；

图像采集卡(21)，分别连接控制及图像处理单元(1)和CCD摄像机(22)，用于采集CCD摄像机(22)所摄取的被测微纳器件(29)的图像，并将该图像存储在控制及图像处理单元(1)中。

2.根据权利要求1所述的微纳器件离面运动测量中面内运动误差检测装置，其特征在于，所述的控制及图像处理单元(1)还分别连接图像采集卡(21)、CCD摄像机(22)和纳米定位仪(27)，用于协调图像采集卡(21)、CCD摄像机(22)和纳米定位仪(27)的动作。

3.根据权利要求1所述的微纳器件离面运动测量中面内运动误差检测装置，其特征在于，所述的控制及图像处理单元(1)是由计算机构成。

4.一种用于权利要求1所述的微纳器件离面运动测量中面内运动误差检测装置的运动误差的补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过微纳器件离面运动测量中面内运动误差检测装置，采集被测微纳器件的动作图像；

2)进行面内位移测试，对步骤1在各个准静态位置处采集的干涉图像，利用图像配准算法获取被测微纳器件亮场图像，再采用块匹配算法计算得到被测器件的面内位移情况；

3)进行离面运动测试，利用面内位移值进行对图像进行补偿，确定被测微纳器件上每一点在不同准静态位置时在视场中的准确位置，从而确定图像上被测微纳器件待分析区域的位置，对每个准静态位置时的待分析区域采用五步相移算法进行计算，得到相位包裹图像。

4)对步骤3中得到的各个准静态时刻的包裹图像进行时间轴和空间轴的双相位展开。

5.根据权利要求4所述的用于微纳器件离面运动测量中面内运动误差检测装置的运动误差的补偿方法，其特征在于，步骤1是采用相移显微技术和频闪成像技术，共采集10～15个准静态位置，每个准静态位置进行12～18步相移测试。

6.根据权利要求4所述的用于微纳器件离面运动测量中面内运动误差检测装置的运动误差的补偿方法，其特征在于，步骤4所述的进行时间轴和空间轴的双相位展开，是先进行时间轴上的相位展开，获得一基准点的绝对离面高度数据，从而将所有准静态图像联系起来，然后进行空间轴上的相位展开，即以该基准点为起始点进行相位的解包裹运算，先获得每个准静态时刻器件表面各点的相对高度信息，带入基准点的绝对离面高度数据，从而得到器件在每个准静态时刻表面各点运动的绝度高度信息。