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龍圖騰網(wǎng)獲悉山東大學(xué)申請的專利一種基于白光顯微干涉的金屬疏水表面三維形貌測量方法及系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120426904B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-16發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510940709.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01B11/24；該發(fā)明授權(quán)一種基于白光顯微干涉的金屬疏水表面三維形貌測量方法及系統(tǒng)是由楊忠明;張超;辛磊;劉兆軍設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-07-09向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于白光顯微干涉的金屬疏水表面三維形貌測量方法及系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及一種基于白光顯微干涉的金屬疏水表面三維形貌測量方法及系統(tǒng)，屬于精密測量領(lǐng)域，其包括：首先測量樣品，掃描樣品表面，同步采集包含表面輪廓信息的白光干涉圖像序列；采用雙三次插值算法對采集白光干涉圖組進(jìn)行插值處理，構(gòu)建高分辨率的干涉圖像序列；隨后通過快速傅里葉變換對時(shí)?頻域干涉信號進(jìn)行分析，結(jié)合濾波技術(shù)有效抑制噪聲干擾，精確提取干涉信號的包絡(luò)曲線；進(jìn)而采用最小二乘法對包絡(luò)峰進(jìn)行高斯擬合并定位峰值坐標(biāo)，最終重構(gòu)出高精度的三維表面形貌。本發(fā)明通過雙三次插值算法與快速傅里葉變換法的優(yōu)勢互補(bǔ)，在保持縱向分辨率的同時(shí)顯著提升橫向分辨率，為金屬疏水表面結(jié)構(gòu)三維形貌的精確表征提供了有效的技術(shù)手段。

本發(fā)明授權(quán)一種基于白光顯微干涉的金屬疏水表面三維形貌測量方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于白光顯微干涉的金屬疏水表面三維形貌測量方法，其特征在于，包括如下步驟： S1、操作白光顯微干涉系統(tǒng)測量樣品，通過壓電陶瓷納米定位驅(qū)動器進(jìn)行縱向掃描樣品表面，同步采集包含表面輪廓信息的白光干涉圖像序列； 對于圖像中任意像素點(diǎn)，其干涉光強(qiáng)分布表述為： （1） 式中，I bg 為背景光強(qiáng)，gz-h為白光干涉信號的高斯包絡(luò)，γ為條紋可見度，λ0為光源的中心波長，z為坐標(biāo)位置，h為測試表面的高度信息，α add 為反射引起的附加相位； S2、采用雙三次插值算法對采集白光干涉圖組進(jìn)行插值處理，構(gòu)建高分辨率的干涉圖像序列； S3、利用傅里葉變換法對干涉信號在時(shí)域和頻域內(nèi)進(jìn)行分析濾波處理，提取干涉信號的包絡(luò)曲線； 白光干涉信號表達(dá)式如公式（1）所示； 對Iz進(jìn)行快速傅里葉變換，濾除直流背景噪聲，只獲取攜帶待測樣品高度信息的交流部分信息，其頻譜分解為： （4） 式中，δk表示沖擊函數(shù)，Gk為gz-h的傅里葉變換，h為測試表面的高度信息，j為虛數(shù)單位，*表示卷積，空間角頻率k=2πz，4πλ0就代表了信號的載波角頻率； 通過帶通濾波器提取頻譜中的正頻率部分并將其移回幅頻曲線的中心，經(jīng)傅里葉逆變換得到去除背景噪聲信號的干涉信號，即包絡(luò)曲線，其表達(dá)式為： （5）； S4、通過基于包絡(luò)曲線的最小二乘高斯擬合確定包絡(luò)峰位置，進(jìn)而計(jì)算出樣品形貌特征，實(shí)現(xiàn)高精度形貌測量； 步驟S4具體包括： S41，建立包絡(luò)峰高斯模型，采用非線性最小二乘算法對包絡(luò)曲線進(jìn)行高斯函數(shù)擬合，構(gòu)建高斯函數(shù)fz-z 0，表達(dá)式為： （6） 式中，A為振幅，σ為半高寬，z為坐標(biāo)位置，z 0為包絡(luò)峰值位置； S42，迭代優(yōu)化參數(shù)，獲取包絡(luò)峰位置，通過算法同步優(yōu)化{A,z 0,σ}參數(shù)集，使殘差平方和最小化，殘差公式為： （7） 式中，n為包絡(luò)曲線中的點(diǎn)數(shù)，為通過傅里葉變換法獲得的包絡(luò)曲線在第s個點(diǎn)的值，fz s 為擬合高斯包絡(luò)曲線在第s個點(diǎn)的值； S43，將優(yōu)化所得z 0值，即包絡(luò)峰位置，代入系統(tǒng)標(biāo)定的空間-高度轉(zhuǎn)換矩陣： h=C·z 0（8） 式中，C為縮放系數(shù)，表示峰值位置z 0與測試表面高度數(shù)據(jù)h之間的映射關(guān)系，據(jù)此式得到三維形貌坐標(biāo)數(shù)據(jù)，生成樣品的形貌，完成疏水表面形貌的高精度測量。

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