激光合成波長干涉技術(shù)的信號處理方法研究.pdf

1、近年來,隨著微電子、超精密加工等高新技術(shù)的迅速發(fā)展,對納米位移測量技術(shù)及儀器提出了既要測量范圍大又要同時達(dá)到納米級測量精度的要求。本論文依托于“激光合成波長納米位移測量干涉儀的研制”國家自然科學(xué)基金項目(No.50827501),設(shè)計并研制了基于復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)的激光合成波長干涉納米位移測量信號處理系統(tǒng),實現(xiàn)了大小數(shù)計數(shù)正確結(jié)合的納米位移測量。
　　 論文在描述了基于合成波長條紋細(xì)分原理的基礎(chǔ)上,就激光合成波長納米

2、位移測量干涉儀的信號處理方法的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究,并針對干涉信號在測量過程中發(fā)生振蕩或抖動及停止位置處出現(xiàn)計數(shù)錯誤的問題,提出了雙邊沿觸發(fā)計數(shù)的硬件大數(shù)計數(shù)和軟件修正相結(jié)合的新方法,完成了該信號處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計,研制并調(diào)試成功。硬件設(shè)計主要包括基于CPLD的大小數(shù)結(jié)合計數(shù)的各模塊、信號預(yù)處理電路、電源電路、時鐘電路、JTAG調(diào)試電路和串口通訊電路;軟件設(shè)計是采用Visual Basic語言編寫的上位機(jī)程序。
　　

3、 本論文分別進(jìn)行了以下實驗:(1)小數(shù)計數(shù)位移測量實驗:分別以5nm、10nm和20nm為步長進(jìn)行了測量實驗,在200nm測量范圍內(nèi),測量結(jié)果的線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9991、0.9998和09998,標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.85nm、2.54nm和2.20nm;(2)大數(shù)計數(shù)位移測量實驗:在15μm測量范圍內(nèi),偏差最大為0.303μm,小于半個波長;(3)大小數(shù)計數(shù)相結(jié)合位移測量實驗:分別以0.5μm和1μm為步長進(jìn)行了測量實驗,在15μm