在红外探测器铟柱蒸发的工艺试验中, 有需要测量大量铟柱高度的情况, 因此对铟柱高度测量方法进行了研究。手动逐点测量铟柱高度方式的结果较为准确, 但是测量速度比较慢, 消耗时间比较多。快速自动测量的方法使用了显微镜的扫描功能, 并利用图像识别技术来自动识别铟柱, 能够一次获取所有铟柱的高度, 所以测量速度很快。详细介绍了这两种方法的操作步骤和重要选项的设置。经过测算, 用快速测量方法测量1000个铟柱的高度只需要30分钟, 测量时间能够减少76%, 极大地提高了测量效率。最后分析了两种不同测量方法的优点和缺点。

随着集成电路制造技术的发展, 封装尺寸变得更加细密, 焊料变形导致的互连短路问题日益突出, 针对芯片凸点进行共面性缺陷检测即测量凸点高度的需求更加迫切。为实现这一目的, 建立了基于白光三角法的芯片凸点高度测量仿真模型, 系统分为光源整形模块, 精密狭缝、显微投影系统和显微成像系统。分析了样品移动过程中凸点顶部反射光斑的变化情况, 同时对比本系统会聚光线和传统平行光线对于凸点顶部成像光斑的影响, 针对上述分析提出适用于凸点高度检测的方法, 并使用仿真结果加以证明模型准确性, 为搭建实物系统完成真实样品检测任务提供参考依据。

为了实现水工物理模型实验中波高这一重要参量的高精度测量，提出了一种基于激光入射光斑识别的非接触式波高测量方法。构建了波高测量装置的图像成像几何关系模型，研究了波高测量装置主要参数的确定方法。根据激光入水二值化图像特征构造了激光入水特征模板，提出了激光光斑动态跟踪算法。最后，根据确定的结构参数与图像传感器参数，搭建了实验装置，对波高传感器进行了标定，并利用标定曲线对电动位移平台模拟的波浪进行了测量。实验结果表明：实测位移与电动位移平台设定的位移基本吻合，最大误差仅为0.65 mm。该方法基本满足水工物理模型实验波高测量的高精度、非接触与高动态性等需求。

针对奇偶拐点高斯分解法在全波形数据处理中存在的精度不足的问题,提出了一种基于有效峰值修正的全波形数据处理算法。该方法首先在数据预处理过程中使用了数据分段的方式来进行噪声均值、方差的估计,在不同的信号段使用与之对应的滤波宽度进行高斯滤波,然后结合噪声阈值与滤波后波形提取出有效峰值信息,最后根据峰值信息修正高斯分量参数。以北京市区作为实验研究区,就分解精度与其他分解算法的结果进行对比。结果表明,本文算法估测的地物高度与实际测量值的均方根误差为1.02,优于奇偶拐点高斯分解法和高斯分解产品GLA14计算的结果。

带电粒子束成像检测技术是一种可以提供纳米级测量精度的技术, 广泛应用于半导体检测中。在进行硅片检测时, 要求待测硅片在扫描检测过程中一直处于电子束的焦深范围(DoF)内。本文提出一种毫米级控制范围、纳米级控制精度、高度测量时间在亚毫秒量级的粗精结合的闭环硅片高度控制技术。它的核心子系统是一套光学硅片高度测量系统, 在进行粗控制时, 数字相机的成像面作为一个光栅图像接收面, 硅片的高度信息通过测量光栅线条在成像面上的位移获得。在接近目标高度时, 数字相机的成像面作为一个虚拟的数字光栅使用。它与光学光栅图像存在一定周期差, 两者构成类似机械游标卡尺的结构, 本文称为光学游标卡尺, 实验表明该技术可以在成像面上细分像素尺寸10×以上。当用其测量硅片高度时, 粗测范围达毫米量级, 粗测时间小于038 ms, 精测分辨率小于80 nm, 精测时间小于009 ms。利用该硅片高度测量系统进行硅片高度的初步闭环反馈控制, 控制精度达到15 nm, 在电子束硅片图形检测系统中具有广阔的应用前景。

研究了一种基于光纤三波长激光自混合干涉的绝对距离测量系统.系统中的光纤激光器包含三个独立的激光谐振腔, 每个激光谐振腔都有作为增益介质的掺铒光纤, 三个激光谐振腔利用光纤光栅作为反射镜及波长选择元件, 光纤激光器能同时发出无模竞争的频率和功率都稳定的三波长激光.利用三波长激光的自混合干涉, 以及干涉信号的相位小数重合方法, 实现绝对距离测量.为实现绝对距离测量, 三个波长中两相邻波长间距应为相等.实验中, 两相邻波长间距约为10 nm.系统对公称高度为11 mm 修正值不大于2.7 μm的台阶高度进行测量, 测量结果为11.000 059 mm.对13.000 090 mm 绝对距离重复测量20次的标准差为4.4 nm.