雷李华 李强 傅云霞

摘要：针对航空科学技术产业中超精密加工对微纳米尺度的测试要求，本文提出一种白光干涉三维形貌快速测量算法。该算法通过将移相扫描精相位与垂直扫描粗相位融合，得到待测样品的三维形貌测量结果，并采用二维离散差分算法判断并消除待测样品在阶跃形貌的边缘处产生的蝙蝠翼误差，得到高精度的三维形貌测量结果，试验证明该算法纵向分辨率可达亚纳米精度。

关键词：白光干涉；三维形貌；相位融合；垂直扫描

中图分类号：O436.1文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.03.010

航空产业的快速发展离不开材料行业的支撑[1]，随着纳米科技的快速发展，以精密与超精密加工技术、纳米制造与加工技术、微机电系统（MEMS）、纳机电系统（NEMS）为代表的微纳尺度加工技术和工艺得到快速发展，航空工业中制造的微型器件新产品与日俱增。微结构器件性能的关键影响因素之一是微观表面形貌，所以微观表面形貌的测量对航空产业尤其重要[2]。在机械加工时，因为刀具与零件的高频摩擦会产生纳米量级的表面粗糙度，因此微观结构表面形貌测量所需的分辨率很高，这对现有的测量方法和测量精度提出了更高的要求[3]。

白光干涉测量技术在微观结构表面形貌测量领域有着极其重要的作用，它因具有零级条纹位置明确的特点，解决了相位解包存在的2π模糊问题。与单色光干涉测量技术相比，白光干涉测量技术解决了待测面上相邻两点的高度必须小于1/4波长的限制[4]；……