[发明专利]一种基于白光扫描干涉的三维形貌解调方法

权利要求书

1.一种基于白光扫描干涉的三维形貌解调方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、对原始干涉信号进行滤波提取，消除信号中的非线性成分；其中滤波提取采用的impCEEMDAN滤波算法具体步骤如下：

1-1、计算一级余数，公式如下：

其中，w⁽ⁱ⁾(i＝1,...,N)为经过i次的零平均单位方差白噪声，N为零平均总次数，I⁽ⁱ⁾为原始干涉信号的强度I经过i次零平均噪声相加后的结果，β₀为第1级白噪声幅度，E₁(·)为由经验模态分解得到的第1级信号，M(·)为对干涉信号的局部均值的运算符，·为求均值的运算符；再通过1级余数r₁，得到第1层模式分离信号

1-2、通过递推表达式得到第k层模式分离信号，公式如下：

其中，β_k-1为第k层模式分解添加的白噪声幅度，r_k为第k层模式分解余数，E_k(·)为由经验模态分解得到的第k级信号；

1-3、对k层模式分离信号进行筛选和提取，筛选函数计算公式如下：

其中，F₁为局部偏差函数，F₂为整体偏差函数，j为采样点索引，n为采样点数；

对于不同层数的模式如果同时满足F₁→min和F₂→min，则选择当前的模式为最终分解后的信号；

步骤2、对原始干涉信号进行相位峰探测得到相位峰的干涉阶数m_p，公式如下：

其中λ₀为中心波长，φ₀为相位信息，δ为光程差，Int(·)为取整函数；

步骤3、对滤波后的信号进行相干峰探测，得到相干峰探测的测量结果，再通过反演得到相干峰的干涉阶数，具体过程如下：

利用质心法的原理通过计算干涉信号的质心位置，进而得到测量物体表面的相对高度h_c，具体公式如下：

其中，z为重心位置，I为干涉信号的强度，j为采样点索引，Δz为扫描间隔步长；

利用类比相位峰探测法，反演得到相干峰的干涉阶数m_c，公式如下：

其中，Int(·)为取整函数；

步骤4、利用间隙分析算法对相干峰和相位峰的干涉阶数进行差值处理，得到微观器件的三维形貌，具体公式如下：

式中，h_p为相位峰探测法得到的表面形貌的高度值，h为经过间隙分析后的微观器件表面形貌的最终高度值。