3、光學(xué)干涉顯微鏡測量技術(shù)

光學(xué)干涉顯微鏡測量技術(shù)，包括外差干涉測量技術(shù)、超短波長干涉測量技術(shù)、基于F-P（Ferry-Perot）標(biāo)準(zhǔn)的測量技術(shù)等，隨著新技術(shù)、新方法的利用亦具有納米級測量精度。外差干涉測量技術(shù)具有高的位相分辨率和空間分辨率，如光外差干涉輪廓儀具有0.1nm的分辨率；基于頻率跟蹤的F-P標(biāo)準(zhǔn)具測量技術(shù)具有極高的靈敏度和準(zhǔn)確度，其精度可達(dá)0.001nm，但其測量范圍受激光器的調(diào)頻范圍的限制，僅有0.1μm。而掃描電子顯微鏡（SEM）可使幾十個原子大小的物體成像。

美國ZYGO公司開發(fā)的位移測量干涉儀系統(tǒng)，位移分辨率高于0.6nm，可在1.1m/s的高速下測量，適于納米技術(shù)在半導(dǎo)體生產(chǎn)、數(shù)據(jù)存儲硬盤和精密機(jī)械中的應(yīng)用。

目前，在微/納米機(jī)械中，精密測量技術(shù)一個重要研究對象是微結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能與力學(xué)性能、諧振頻率、彈性模量、殘余應(yīng)力及疲勞強(qiáng)度等。微細(xì)結(jié)構(gòu)的缺陷研究，如金屬聚集物、微沉淀物、微裂紋等測試技術(shù)的納米分析技術(shù)目前尚不成熟。國外在此領(lǐng)域主要開展用于晶體缺陷的激光掃描層析技術(shù)，用于研究樣品頂部幾個微米之內(nèi)缺陷情況的納米激光雷達(dá)技術(shù)，其探測尺度分辨率均可達(dá)到1nm。

以激光波長為已知長度利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)測量位移

圖像識別測量技術(shù)

隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，幾何尺寸與形位測量已從簡單的一維、二維坐標(biāo)或形體發(fā)展到復(fù)雜的三維物體測量，從宏觀物體發(fā)展到微觀領(lǐng)域。 正確地進(jìn)行圖像識別測量已經(jīng)成為測量技術(shù)中的重要課題。

圖像識別測量過程包括：（1）圖像信息的獲取；（2）圖像信息的加工處理，特征提取；（3）判斷分類。計(jì)算機(jī)及相關(guān)計(jì)算技術(shù)完成信息的加工處理及判斷分類，這些涉及到各種不同的識別模型及數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識。

圖像測量系統(tǒng)一般由以下結(jié)構(gòu)組成，如圖1所示。以機(jī)械系統(tǒng)為基礎(chǔ)，線陣、面陣電荷耦合器件CCD或全息照相系統(tǒng)構(gòu)成攝像系統(tǒng)；信息的轉(zhuǎn)換由視頻處理器件完成電荷信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換；計(jì)算機(jī)及計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的處理和顯示；反饋系統(tǒng)包括溫度誤差補(bǔ)償，攝像系統(tǒng)的自動調(diào)焦等功能；載物工作臺具有三坐標(biāo)或多坐標(biāo)自由度，可以精確控制微位移。

?CCD傳感器技術(shù)

物體三維輪廓測量方法中，有三坐標(biāo)法、干涉法、莫爾等高線法及相位法等。而非接觸電荷耦合器件CCD（Charge Coupled Device）是近年來發(fā)展很快的一種圖像信息傳感器。它具有自掃描、光電靈敏度高、幾何尺寸精確及敏感單元尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。隨著集成度的不斷提高、結(jié)構(gòu)改善及材料質(zhì)量的提高，它已日益廣泛地應(yīng)用于工業(yè)非接觸圖像識別測量系統(tǒng)中。在對物體三維輪廓尺寸進(jìn)行檢測時，采用軟件或硬件的方法，如解調(diào)法、多項(xiàng)式插值函數(shù)法及概率統(tǒng)計(jì)法等，測量系統(tǒng)分辨率可達(dá)微米級。也有將CCD應(yīng)用于測量半導(dǎo)體材料表面應(yīng)力的研究。

?全息照相技術(shù)

全息照相測量技術(shù)是60年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，用此技術(shù)可以觀察到被測物體的空間像。激光具有極好的空間相干性和時間相干性，通過光波的干涉把經(jīng)物體反射或透射后，光束中的振幅與相位信息。