石广丰，丁健生，史国权,2

（1.长春理工大学，长春 103322；2.中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，苏州 215163）

0 引言

高槽线密度的机械刻划是一个极为精密且十分耗时的过程，刻划期间发生的任何意外均可能导致微结构槽形的缺陷，致使整块微结构母版的制作失败。而现有的微结构槽形检测手段，如机械刻划衍射光栅所采用的原子力显微镜和扫描电子显微镜等检测方法，均属于离线检测手段[1～3]；也有基于刻划机的动态参量进行间接表征的刻划控制的方法[4,5]等；但对于在刻划过程中产生的微结构表面缺陷大都不能宏微结合地有效而形象地表征，导致昂贵的刻划机与刻划刀具消耗[6]，严重地浪费了资源和时间。当然精密刻划机的封闭性也导致很难和通用检测装置进行有效衔接。

本文在刻划机上设计了一种离线图像检测装置来实现刻划结果的在位检测技术，从而实现在工件表面调平基础上的刻划质量在位检测和监控，进而保证机械刻划质量。

1 系统组成

为了实现机械刻划微结构槽形的在位评价，设计了在位评价系统，整个检测系统按功能划分由四个子系统构成：刻划子系统、调平子系统、图像采集子系统、槽形检测子系统，具体组成如图1所示。

图1 调平系统构成示意图

刻划子系统为一台精密机械刻划机，可实现X，Y，Z三个自由度的精确定位。在机床的运动平台上安装了工件毛坯调平机构，可实现刻划和分度两个方向的水平倾角调节，如图2所示。……