高深宽比微结构的底部及侧壁形貌重构是微机电系统领域亟待解决的一个问题。本文提出光程补偿近红外光透射反射干涉技术重构微结构内部形貌的方法, 所采用的近红外光干涉技术将白光干涉系统中的光源扩展至近红外光源, 将反射干涉技术扩展至透射反射干涉技术, 近红外光干涉测量系统由近红外光光源、干涉显微镜、红外光CCD、高精度压电陶瓷和数据采集系统组成。设计了具有两个台阶的GaAs半导体微结构待测样品, 采用近红外光垂直扫描干涉法并通过光程补偿, 重构了微结构的内部三维形貌, 并与扫描电镜结果进行对比。光程补偿近红外光透射反射干涉技术测量的台阶相对高度分别为2132 μm和0766 μm, 与扫描电镜和近红外光反射干涉测量结果基本一致, 分别对应216%和268%的相对误差。测量结果表明, 该测量系统能够测量高深宽比微结构底部及侧壁形貌。

当布拉格光栅轴向存在大的应变梯度时,其反射光谱的形状会被扭曲,甚至出现多峰,发展非均匀应变分布重构方法对于结构健康监测技术具有重要意义。但采集反射光谱时的测试噪声会显著影响应变分布重构的精度。为此,提出了采用支持向量机对含噪的反射光谱进行回归预处理,并运用适应度排序改进的遗传优化算法结合传输矩阵反射光谱构建方法识别布拉格光栅轴向非均匀应变分布的方法。该方法将反射光谱视为时间序列,利用支持向量回归的全局优化和泛化能力进行噪声抑制,从而回归出有效的反射光谱; 通过传输矩阵方法将光栅轴向应变分段均匀化,利用改进的遗传算法进行并行重构。对多种应变分布形式下的应变重构进行了仿真研究,结果表明,支持向量机方法可以有效地进行反射光谱回归,提高非均匀应变分布重构的精度。