| 中文摘要 | 第1-1页 |
| Abstracts | 第1-10页 |
| 第一章 概 述 | 第10-26页 |
| 1．1 选题意义及背景 | 第10-12页 |
| 1．2 表面微观形貌测量技术概述 | 第12-21页 |
| 1．2．1 机械触针轮廓仪 | 第12-14页 |
| 1．2．2 光学探针轮廓仪 | 第14页 |
| 1．2．3 光学轮廓仪 | 第14-19页 |
| 1．2．4 扫描电子显微镜SEM | 第19页 |
| 1．2．5 扫描遂道显微镜STM及原子力显微镜AFM | 第19-21页 |
| 1．3 微观表面形貌测量技术研究现状及发展趋势 | 第21页 |
| 1．4 本论文的目的及内容 | 第21-26页 |
| 参考文献 | 第22-26页 |
| 第二章 相移干涉显微术测量原理 | 第26-42页 |
| 2．1 干涉显微镜 | 第26-27页 |
| 2．2 相移干涉术 | 第27-32页 |
| 2．2．1 步进相移干涉术原理 | 第28-30页 |
| 2．2．2 线性连续相移干涉术原理 | 第30-32页 |
| 2．3 最佳采样方式 | 第32-34页 |
| 2．4 移相方法 | 第34-37页 |
| 2．5 表面形貌相位计算 | 第37-39页 |
| 2．5．1 相位提取算法 | 第37页 |
| 2．5．2 相位去包裹算法 | 第37-39页 |
| 2．6 影响测量误差的主要因素 | 第39-42页 |
| 参考文献 | 第40-42页 |
| 第三章 相位提取算法研究 | 第42-73页 |
| 3．1 经典相位提取算法 | 第42-44页 |
| 3．1．1 最小二乘算法 | 第42-43页 |
| 3．1．2 同步检测算法 | 第43页 |
| 3．1．3 权重最小二乘算法 | 第43-44页 |
| 3．2 快速相位提取算法 | 第44-54页 |
| 3．2．1 传统快速相位提取算法 | 第44-45页 |
| 3．2．2 传统快速相位提取算法精度分析 | 第45-48页 |
| 3．2．3 改进快速相位提取算法 | 第48-51页 |
| 3．2．4 本文提出的快速相位提取算法极其分析 | 第51-54页 |
| 3．3 特征多项式相位提取算法设计分析理论 | 第54-63页 |
| 3．3．1 特征多项式 | 第55-56页 |
| 3．3．2 高次谐波不敏感性分析 | 第56页 |
| 3．3．3 多项式的离散傅立叶变换 | 第56-59页 |
| 3．3．4 利用特征多项式构造算式 | 第59-63页 |
| 3．4 非线性相移误差不敏感算法 | 第63-73页 |
| 3．4．1 基于Lissajous图的最小二乘拟合算法 | 第63-67页 |
| 3．4．2 本文对基于Lissajous图的相位提取算法的改进和发展 | 第67-70页 |
| 本章小结 | 第70页 |
| 参考文献 | 第70-73页 |
| 第四章 相位去包裹算法研究 | 第73-97页 |
| 4．1 传统相位去包裹的数学描述 | 第73-76页 |
| 4．1．1 一维数学模型 | 第73-75页 |
| 4．1．2 二维数学模型 | 第75-76页 |
| 4．2 快速离散余弦变换去包裹算法 | 第76-84页 |
| 4．2．1 二维的非权重去包裹算法模型 | 第77-80页 |
| 4．2．2 二维权重相位去包裹算法模型 | 第80-84页 |
| 4．3 新提出的相位去包裹算法 | 第84-97页 |
| 4．3．1 基于参考相位阈值的相位去包裹算法 | 第84-86页 |
| 4．3．2 基于一维离散余弦变换的相位去包裹算法 | 第86页 |
| 4．3．3 运用Zernike多项式的相位去包裹算法 | 第86-92页 |
| 4．3．4 基于相位跳变线估测的相位去包裹算法 | 第92-93页 |
| 4．3．5 基于理想平面拟合的相位去包裹算法 | 第93-94页 |
| 本章小结 | 第94页 |
| 参考文献 | 第94-97页 |
| 第五章 相移干涉显微测量系统 | 第97-115页 |
| 5．1 测量系统组成 | 第97-100页 |
| 5．1．1 微分干涉相衬显微镜 | 第98-99页 |
| 5．1．2 图像采集电路 | 第99-100页 |
| 5．1．3 相移驱动系统 | 第100页 |
| 5．2 相移干涉显微成象光路 | 第100-106页 |
| 5．2．1 光路结构 | 第101页 |
| 5．2．2 数学模型 | 第101-104页 |
| 5．2．3 被测相位 | 第104-105页 |
| 5．2．4 干涉图象 | 第105-106页 |
| 5．3 测量数据处理 | 第106-111页 |
| 5．3．1 形貌计算 | 第106-108页 |
| 5．3．2 粗糙度参数的定义及计算 | 第108-111页 |
| 5．4 测量流程及软件框图 | 第111-115页 |
| 本章小结 | 第113页 |
| 参考文献 | 第113-115页 |
| 第六章 实验及结果 | 第115-147页 |
| 6．1 测量系统光路的调整 | 第115-117页 |
| 6．1．1 检偏器零位的调整 | 第115-116页 |
| 6．1．2 1/4波片快轴方向的调整 | 第116页 |
| 6．1．3 Nomarski棱镜剪切方向的调整 | 第116页 |
| 6．1．4 Nomarski棱镜零位的调整 | 第116-117页 |
| 6．2 工作台倾斜的软件调平 | 第117-118页 |
| 6．3 图像滤波与平滑 | 第118-122页 |
| 6．4 典型试件测量实例 | 第122-124页 |
| 6．5 相位去包裹实验 | 第124-131页 |
| 6．5．1 原理包裹的去除 | 第124-126页 |
| 6．5．2 噪声包裹的去除 | 第126-131页 |
| 6．6 Ra测量对比实验 | 第131-134页 |
| 6．7 系统的分辨率 | 第134-135页 |
| 6．8 系统的测量范围 | 第135-138页 |
| 6．8．1 差分及斜率测量范围 | 第136-137页 |
| 6．8．2 表面高度测量范围 | 第137-138页 |
| 6．8．3 粗糙度测量范围 | 第138页 |
| 6．9 系统的重复测量精度 | 第138-145页 |
| 6．9．1 表面形貌高度的重复测量精度 | 第138-144页 |
| 6．9．2 Ra重复测量精度 | 第144页 |
| 6．9．2 Ra重复测量精度 | 第144-145页 |
| 6．10 系统的稳定性 | 第145-147页 |
| 本章小结 | 第145-146页 |
| 参考文献 | 第146-147页 |
| 第七章 误差及精度分析 | 第147-175页 |
| 7．1 相位测量精度分析 | 第147-153页 |
| 7．1．1 四分之一波片的相位延迟误差 | 第147-148页 |
| 7．1．2 四分之一波片的方位角误差 | 第148-151页 |
| 7．1．3 检偏器转角误差（移相误差） | 第151-153页 |
| 7．2 应用相位提取算法减小和消除相位测量误差 | 第153-164页 |
| 7．2．1 半周期四帧相位提取算法 | 第153-157页 |
| 7．2．2 无图象平滑滤波时相位提取算法实验验证 | 第157-161页 |
| 7．2．3 有图象平滑滤波时相位提取算法实验验证 | 第161-164页 |
| 7．3 测量系统的表面形貌计算误差 | 第164-165页 |
| 7．4 Normaski棱镜对测量结果的影响 | 第165-166页 |
| 7．5 测量系统的其它误差分析 | 第166-175页 |
| 7．5．1 光源的影响 | 第166-167页 |
| 7．5．2 数据量化误差的影响 | 第167页 |
| 7．5．3 显微物镜数值孔径的影响 | 第167-168页 |
| 7．5．4 采样间隔的影响 | 第168页 |
| 7．5．5 样品倾斜对测量结果的影响 | 第168-169页 |
| 7．5．6 离焦对测量结果的影响 | 第169-172页 |
| 7．5．7 被测表面反射率及光波透入深度的影响 | 第172-173页 |
| 本章小结 | 第173页 |
| 参考文献 | 第173-175页 |
| 第八章 总结与展望 | 第175-179页 |
| 8．1 主要研究工作总结 | 第175-176页 |
| 8．2 论文的创新点 | 第176-177页 |
| 8．3 测量系统的技术特点及推广应用前景 | 第177-179页 |
| 攻读博士学位期间发表论文汇总 | 第179-180页 |
| 致谢 | 第180页 |
