微納米散斑的製備方法和系統的製作方法
2023-05-10 10:26:41 1
微納米散斑的製備方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明提出一種微納米散斑的製備方法和系統，其中，該方法包括以下步驟：生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅數字散斑圖作為散斑模板；對待處理試件和目標試件的待處理區域進行預處理；將散斑模板導入散斑沉積設備；對待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組；根據最優參數組調節散斑沉積設備，並根據散斑模板在目標試件的待處理區域沉積散斑。上述方法能夠製備高質量微納米散斑，提升散斑製備的可重複性、無損性和製備速度。
【專利說明】微納米散斑的製備方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及光測力學、變形測量領域，特別涉及一種微納米散斑的製備方法和系統。
【背景技術】
[0002]隨著微納米技術的快速發展，微納米器件和結構的性能指標和可靠性評估要求變形測量尺度達到了微納米量級。微區域的變形測量對變形測量載體的尺度提出了更高的要求。散斑是數字圖像相關變形測量領域最基本的元素，物體表面變形散斑圖的優劣直接影響了變形測量的精度。目前，常規的微納米散斑的製備方法主要包括:人工噴漆法、接觸式紫外曝光法、電子束光刻法、化學氣相沉積法、納米顆粒噴塗法、聚焦離子束刻蝕法等。
[0003]但以上幾種製備方法均存在一定程度的問題:人工噴漆法製得的散斑顆粒較大，尺寸最小為亞毫米量級，只能滿足宏觀的變形測量要求；電子束光刻法和接觸式紫外曝光法的製備工藝複雜，費時且成本昂貴；化學氣相沉積法是在試件表面化學氣相沉積不同的金屬薄膜，通過溼熱條件得到微納米散斑，但該方法嚴重依賴於基底和薄膜的性質，且製備過程可能會影響到所測試件的物理化學性質；納米顆粒噴塗法製得的散斑不能具體定位，散斑的位置取決於基底試件表面的性質，且不易得到重複性結果；聚焦離子束刻蝕法會對試件表面造成損傷，尤其是對薄膜結構的試樣。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。
[0005]為此，本發明的第一個目的在於提出一種微納米散斑的製備方法。該方法能夠製備高質量微納米散斑，提升散斑製備的精確度和可重複性，操作簡單快捷，且對試件無損，通用性強。
[0006]為達上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種微納米散斑的製備方法，包括以下步驟:生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅所述數字散斑圖作為散斑模板，其中，所述數字散斑圖為二值圖；對待處理試件和目標試件的待處理區域進行預處理，其中，所述目標試件與所述待處理試件的材質相同；將所述散斑模板導入散斑沉積設備；對所述待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組；根據所述最優參數組調節所述散斑沉積設備，並根據所述散斑模板在所述目標試件的待處理區域沉積散斑。
[0007]本發明實施例的微納米散斑的製備方法，通過選取散斑模板導入散斑沉積設備，並在待處理試件上對焦，從而得到當前放大倍數下的最優參數組，然後在目標試件的待處理區域沉積散斑，得到的微納米散斑質量好，製作簡單，可重複性高，且對試件無損，提升了通用性。
[0008]本發明第二方面實施例提出了一種微納米散斑的製備系統，包括:模板生成模塊，用於生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅所述數字散斑圖作為散斑模板，其中，所述數字散斑圖為二值圖；預處理模塊，用於對待處理試件和目標試件的待處理區域進行預處理，其中，所述目標試件與所述待處理試件的材質相同；模板導入模塊，用於將所述散斑模板導入散斑沉積設備；對焦模塊，用於對所述待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組；沉積模塊，用於根據所述散斑模板和所述最優參數組在經過所述預處理的目標試件的待處理區域沉積散斑。
[0009]本發明實施例的微納米散斑的製備系統，通過選取散斑模板導入散斑沉積設備，並在待處理試件上對焦，從而得到當前放大倍數下的最優參數組，然後在目標試件的待處理區域沉積散斑，得到的微納米散斑質量好，製作簡單，可重複性高，且對試件無損，提升了通用性。
[0010]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0012]圖1為根據本發明一個實施例的微納米散斑的製備方法的流程圖；
[0013]圖2為根據本發明又一個實施例的微納米散斑的製備方法的流程圖；
[0014]圖3為根據本發明一個實施例的對待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組的流程圖；
[0015]圖4Ca)為根據本發明一個實施例的散斑模板的示意圖；
[0016]圖4 (b)為根據本發明一個實施例的在娃片試件表面沉積的Pt散斑圖；
[0017]圖4 (C)為根據本發明又一個實施例的在娃片試件表面沉積的Pt散斑圖；
[0018]圖5為根據本發明一個實施例的在高溫鎳基合金GH4169表面沉積的Pt散斑圖；
[0019]圖6為根據本發明一個實施例的微納米散斑的製備系統的結構示意圖；
[0020]圖7為根據本發明又一個實施例的微納米散斑的製備系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0022]在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0023]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0024]為了解決的問題，本發明提出了一種微納米散斑的製備方法和系統。下面參考附圖描述根據本發明實施例的微納米散斑的製備方法和系統。
[0025]一種微納米散斑的製備方法，包括以下步驟:生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅數字散斑圖作為散斑模板，其中，數字散斑圖為二值圖；對待處理試件和目標試件的待處理區域進行預處理，其中，目標試件與待處理試件的材質相同；將散斑模板導入散斑沉積設備；對待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組；根據最優參數組調節散斑沉積設備，並根據散斑模板在目標試件的待處理區域沉積散斑。
[0026]圖1為根據本發明一個實施例的微納米散斑的製備方法的流程圖。如圖1所示，該微納米散斑的製備方法包括以下步驟:
[0027]S101，生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅數字散斑圖作為散斑模板，其中，數字散斑圖為二值圖。
[0028]具體地，可利用電腦程式生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑二值圖，並從中選取散斑模板。在本發明的一個實施例中，生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅數字散斑圖作為散斑模板進一步包括:
[0029]根據圖像的平均灰度梯度從數字散斑圖中選取散斑模板，其中，圖像的平均灰度梯度為:
[0030]
【權利要求】
1.一種微納米散斑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅所述數字散斑圖作為散斑模板，其中，所述數字散斑圖為二值圖； 對待處理試件和目標試件的待處理區域進行預處理，其中，所述目標試件與所述待處理試件的材質相同； 將所述散斑模板導入散斑沉積設備； 對所述待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組； 根據所述最優參數組調節所述散斑沉積設備，並根據所述散斑模板在所述目標試件的待處理區域沉積散斑。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並選取散斑模板具體包括: 根據圖像的平均灰度梯度從所述數字散斑圖中選取所述散斑模板，其中，所述圖像的平均灰度梯度為:
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對所述待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組進一步包括: 調節所述散斑沉積設備的參數值，根據所述散斑模板在所述待處理試件的所述待處理區域沉積多個散斑圖像，其中，所述散斑沉積設備的參數包括沉積總時間、點停留時間和束流強度； 根據所述多個散斑圖像獲取最優散斑圖像，並記錄與所述最優散斑圖像對應的參數值，作為在當前放大倍數下的最優參數組。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述對所述待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組之前，還包括: 調節所述散斑沉積設備的放大倍數，以將所述散斑圖像的調節至所需大小。
5.如權利要求1-4任一項所述的方法，其特徵在於，所述散斑沉積設備為聚焦離子束設備。
6.一種微納米散斑的製備系統，其特徵在於，包括: 模板生成模塊，用於生成預設數量的散斑顆粒大小和/或散斑數目不同的數字散斑圖，並從中選取至少一幅所述數字散斑圖作為散斑模板，其中，所述數字散斑圖為二值圖； 預處理模塊，用於對待處理試件和目標試件的待處理區域進行預處理，其中，所述目標試件與所述待處理試件的材質相同； 模板導入模塊，用於將所述散斑模板導入散斑沉積設備； 對焦模塊，用於對所述待處理試件的待處理區域進行對焦，以獲取當前放大倍數下的最優參數組； 沉積模塊，用於根據所述散斑模板和所述最優參數組在經過所述預處理的目標試件的待處理區域沉積散斑。
7.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述模板生成模塊具體用於根據圖像的平均灰度梯度從所述數字散斑圖中選取所述散斑模板，其中，所述圖像的平均灰度梯度為:
8.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述對焦模塊進一步包括: 調節子模塊，用於調節所述散斑沉積設備的參數值，根據所述散斑模板在所述待處理試件的所述待處理區域沉積多個散斑圖像，其中，所述散斑沉積設備的參數包括沉積總時間、點停留時間和束流強度； 獲取子模塊，用於根據所述多個散斑圖像獲取最優散斑圖像，並記錄與所述最優散斑圖像對應的參數值，作為在當前放大倍數下的最優參數組。
9.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，還包括: 調節模塊，用於調節所述散斑沉積設備的放大倍數，以將所述散斑圖像的調節至所需大小。
10.如權利要求6-9任一項所述的系統，其特徵在於，所述散斑沉積設備為聚焦離子束設備。
【文檔編號】G01B11/16GK103808440SQ201410054817
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月18日 優先權日:2014年2月18日
【發明者】謝惠民, 朱榮華, 吳丹 申請人:清華大學