：本发明属于精密测量领域，具体涉及一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术。
背景技术
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背景技术：
1、白光干涉测量是一种成熟的光学技术，广泛应用于薄膜厚度测量、表面缺陷检测等精密测量领域。垂直扫描白光干涉测量是常见的测量技术，可以对精密样品进行测量。白光干涉信号只会在参考光路与测量光路之间的光程差为零时，出现相干峰，通过检测相干峰最大值的位置即可解算出样品表面形貌。由于高精度位移台的移动精度有限或环境振动引起的扫描误差会导致实际扫描步长偏离预设值，从而直接影响相干峰的定位。目前，白光干涉测量的精度可以达到亚纳米级，但对噪声非常敏感，因此对白光干涉信号进行滤波、降噪处理具有很高的价值。
2、中国专利申请号为“202110023324.7”，专利名称为“一种扫描误差自修正的白光干涉测量方法”，该装置通过使用清晰度算子来计算干涉图像的清晰度并根据清晰度的大小标记有效干涉图，然后结合相移法对有效干涉图进行计算，算出有效干涉序列中每一幅干涉图相对第一幅干涉图的扫描高度；再计算每组特征干涉图上每个像素点的调制度和相位，最后计算像素点高度。中国专利申请号为“202311135299.7”，专利名称为“一种振动环境下的白光干涉测量方法”，该装置通过同步采集白光干涉图序列和准单色光干涉图序列；根据准单色光干涉图序列，求解出干涉图中每个像素点的非均匀移相间隔并利用非均匀傅立叶变换算法进行校正处理；对校正后的干涉信号去除频谱中高斯核函数的影响并滤波提取包络，从而提高了白光干涉系统的测量精度。中国专利申请号为“202110023324.7”和中国专利申请号为“202311135299.7”公开专利的处理过程：(1)未利用白光干涉信号中的特点进行处理，通用的处理算法针对白光干涉信号的滤波效果一般。(2)同步采集被测物体的白光干涉图和准单色光干涉图需要对光路进行重新设计，引入了更多的误差变量。
3、本发明提供的一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术，在精密测量领域具有广阔的技术应用前景。
技术实现思路
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技术实现要素：
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1、本发明解决的主要技术问题是：针对白光干涉测量装置受环境噪声、位移台精度等因素影响大的特点，本发明提供的一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术，无需额外的光路设计，具备更高的处理效率、更高的测量精度的特点，可以在传统白光干涉仪的基础上加入本发明，提高白光干涉测量的精度。
2、垂直扫描式白光干涉仪通过高精度位移台来驱动米劳型干涉物镜，从而改变参考光路和测量光路的光程差。每位移预设的步长，光学相机就采集一张干涉图。获取到的干涉图序列可以解算出样品表面形貌。按采集顺序排列，取干涉图序列中每张干涉图中同一像素点的数据即组成了该像素点的白光干涉信号。白光干涉信号的特点为高斯型包络，余弦型调制。
3、本发明采用的技术方案为：一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术。当白光测量的光源参数即光谱中心波长、光谱半高带宽和高精度位移台的步进参数确定后，白光干涉信号的余弦调制频率也就确定了。利用这个先验知识，可以设计两个滑动窗口，并求取这两个窗口里的信号的相似度。本发明中相似度的计算主要通过求相关系数来得到。通过求取相关系数，可以将白光干涉信号分为有用的信号部分和噪声部分，从而达到滤除噪声的目的。
4、所述的白光光源可以是led光源，或者卤素灯光源。
5、所述的相关系数可以是皮尔逊相关系数，或者斯皮尔曼相关系数。
6、本发明与现有技术相比，有益效果为：
7、(1)本发明采用了一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术，可在传统的白光干涉仪上直接应用，提高样品表面形貌复原的精度。
8、(2)本发明对比传统的白光干涉信号处理装置具有处理速度快，可处理大批量的数据的特点。
1.一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术，其特征在于：干涉成像装置、ccd相机、高精度位移台、白光干涉信号处理模块。高精度位移台可实现待测样品处在干涉成像装置光轴方向上的不同位置，ccd相机借助干涉成像装置可获得待测样品在光轴方向上不同位置的干涉图像；白光干涉信号处理模块通过一系列干涉图像，结合干涉成像装置的光学参数和高精度位移台的扫描参数进行融合处理，获得待测样品表面形貌的高精度轮廓。
2.根据权利要求1所示的一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术，其特征在于，不同于已报道的白光干涉测量技术，白光干涉信号处理模块结合干涉成像装置的光学参数和高精度位移台的步进参数，可实现待测样品在不同位置的干涉图像像质增强；本专利公开的基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术，结合重心法可获取待测样品表面形貌的高精度形貌。
3.根据权利要求1所述的一种基于相似度处理的高精度白光干涉测量技术，其特征在于：无需额外的光路设计，具备更高的处理效率、更高的测量精度。
