[发明专利]一种碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置及方法

权利要求书

1.一种碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置，包括炉体、位于炉体内的坩埚组件、加热器及保温屏；

其特征在于：所述炉体的两侧分别设有相对的CT机与CT成像接收器；所述坩埚组件位于CT机与CT成像接收器之间。

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置，其特征在于，所述CT机、CT成像接收器距离坩埚组件中心距离均为定值。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置，其特征在于，还包括坩埚旋转升降组件，所述坩埚旋转升降组件支撑坩埚组件，并带动坩埚组件旋转及升降。

4.根据权利要求3所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置，其特征在于，还包括支撑坩埚组件的坩埚升降旋转组件；所述保温屏、加热器、坩埚组件、坩埚升降旋转组件均为石墨材料，所述保温屏顶部为低温区，保温屏底部为高温区。

5.根据权利要求3所述的碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置，其特征在于，CT机发出的射线完整覆盖整个坩埚组件，CT成像接收器接收完整的坩埚组件投射影像。

6.一种使用如权利要求1至5中任一项所述碳化硅晶体生长的坩埚内可视化装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过CT成像接收器接收籽晶投影的实时图像，然后把图像传输至计算机，计算机对图像进行中值滤波处理：

图像中选取一个像素为3*3的领域，

X1 X2 X3

X4 X5 X6

X7 X8 X9

将领域中的各个的灰度值按大小进行排序，

设排序为：X1≤X2≤X3≤X4≤X5≤X6≤X7≤X8≤X9；

Y＝Mid{X1,X2,X3…X9}＝X5；

取排序好的序列的中间值Y＝X5为中心点像素灰度新值，得到中值滤波后的图像；

对滤波后的图像，使用Sobel算子；

卷积因子如下：

再选取一个像素为3*3的领域，

Z1 Z2 Z3

Z4 Z5 Z6

Z7 Z8 Z9

具体计算公式如下：

Gx＝(Z7+2Z8+Z9)-(Z1+2Z2+Z3)

Gy＝(Z3+2Z6+Z9)-(Z1+2Z4+Z7)

然后计算梯度值

对采样到的图像进行边缘检测：

当梯度大于阀值则认为该点G(x,y)为边缘点，赋值为255，显示白色；

当梯度小于阀值该点G(x,y)，赋值为0，显示黑色；

通过改变调节阀值的大小得到图像中晶体精确的边缘；

通过实际际籽晶尺寸与图像中籽晶包含的像素的比，得出实际物体与图像物体的比例系数；

成像过程中CT机与坩埚内籽晶相对位置保持不变，CT机拍摄口距离坩埚内的籽晶中心距离为a，CT成像接收器距离坩埚内的籽晶中心距离为b，依据CT成像接收器的像素密度间距获得籽晶在成像图像中的高度尺寸c，设籽晶生长后的实际高度尺寸为d，根据投影原理：

取d值为粘贴籽晶的底座尺寸，并用作标定尺寸，在设备初始化时，用于找准CT机与籽晶的初始相对位置；并且，在后续拍摄过程中，用于校准CT机与籽晶的相对位置；

CT成像接收器获取的图像按照比值

缩小后，即获得晶体的1:1轮廓图像，借助计算机此轮廓图的转换与拍摄是实时完成的。