一種抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法，將欲掃描圖像區(qū)域劃分為N*N個(gè)正方形小圖像塊，每個(gè)小圖像塊與相鄰圖像塊有部分重疊。采用Z字形依次掃描小圖像塊。每掃出一幅小圖像塊，將其與上一幅圖像的設(shè)定重疊區(qū)域切割提取出來，用相位相關(guān)法計(jì)算其溫漂。將掃描出的多幅小圖像塊根據(jù)其設(shè)定的起始掃描位置及其實(shí)際溫漂量拼接起來。第一幅圖像先放置，后面圖像塊依次放置，放置坐標(biāo)為設(shè)定掃描起始坐標(biāo)加上前面各圖像塊溫漂之和。本發(fā)明的方法可以有效估計(jì)并補(bǔ)償在沒有嚴(yán)格溫濕度控制的環(huán)境下，掃描探針顯微鏡掃描高精度大圖耗時(shí)較長(zhǎng)所引起的圖像內(nèi)漂移嚴(yán)重的問題。
【專利說明】一種抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在沒有嚴(yán)格溫濕度環(huán)境控制的環(huán)境中，抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從上世紀(jì)八十年代末掃描探針顯微鏡發(fā)明以來，由于它的納米級(jí)分辨率，它已經(jīng)需要用在越來越多的領(lǐng)域。它從一個(gè)測(cè)量和分析的工具，逐漸發(fā)展為一個(gè)操作及加工的工具。然而，由于掃描探針顯微鏡的控制對(duì)象是一個(gè)壓電陶瓷，在一個(gè)沒有嚴(yán)格溫濕度環(huán)境控制的條件下使用其對(duì)圍觀物體進(jìn)行觀察或者加工時(shí)，仍有很多壓電陶瓷固有的非線性特性需要人為進(jìn)行干預(yù)和補(bǔ)償。譬如遲滯，蠕變以及溫漂。
[0003]在上述的這些問題中，掃描遲滯可以通過沿同一個(gè)方向掃描以及對(duì)單向特性進(jìn)行建模和補(bǔ)償?shù)姆椒▉頊p小。而在大段掃描后等待幾分鐘，蠕變甚至可以完全消除。唯一難以消除的是溫漂，因?yàn)樗怯山鼒?chǎng)隨機(jī)變化的溫度所引起，并且它隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)累加的效果。這種溫漂嚴(yán)重影響了掃描一幅高分辨率大圖時(shí)圖像的準(zhǔn)確性。
[0004]針對(duì)掃描探針顯微鏡工作過程中的溫漂問題，前人提出過一些解決方法，但大多都是針對(duì)掃描相同區(qū)域多幅圖像時(shí)，圖像之間的溫漂。而很少有人考慮過掃描單幅圖像時(shí)，圖像內(nèi)累積的溫漂。而在掃描一幅高分辨率的大圖時(shí)，需要十幾甚至幾十分鐘的時(shí)間，在這么長(zhǎng)的時(shí)間里，圖像內(nèi)的溫漂累積量是不可忽略的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有的方法不能對(duì)圖像內(nèi)溫漂進(jìn)行抑制的不足，本發(fā)明提出一種抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法，使得掃描出的圖像能更加接近樣本的真實(shí)形貌。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:將欲掃描圖像區(qū)域劃分為N*N個(gè)正方形小圖像塊，每個(gè)小圖像塊與相鄰圖像塊有部分重疊。每行中相鄰圖像重疊部分為豎長(zhǎng)條形長(zhǎng)方形，每列中相鄰圖像重疊部分為橫長(zhǎng)條形長(zhǎng)方形。
[0008]步驟2，采用Z字形依次掃描小圖像塊。即第一行從左到右依次掃描，第二行從右到左依次掃描，第三行從左到右依次掃描，以此類推。
[0009]步驟3，每掃出一幅小圖像塊，將其與上一幅圖像的重疊區(qū)域切割提取出來，用相位相關(guān)法計(jì)算其溫漂。
[0010]步驟4，將掃描出的多幅小圖像塊根據(jù)其設(shè)定的起始掃描位置及其實(shí)際溫漂量拼接起來。第一幅圖像先放置，后面圖像塊依次放置，放置圖像的起始坐標(biāo)為設(shè)定的掃描起始坐標(biāo)加上前面各圖像塊溫漂之和；在放置時(shí)，遇到重疊部分，用后一幅圖像覆蓋前一幅的重疊部分。[0011]進(jìn)一步地，所述步驟I具體為:記欲掃描正方形圖像區(qū)域?qū)挾葹長(zhǎng)1，記小圖像塊的寬度為L(zhǎng)2,劃分方法為:每行中相鄰小塊有部分重疊,記重疊寬度為L(zhǎng)3 ;此外,每列中相鄰小塊之間也有部分重疊，重疊寬度亦為L(zhǎng)3。即將邊長(zhǎng)為L(zhǎng)I的正方形區(qū)域劃分為N*N個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的小正方形圖像塊，每個(gè)小圖像塊之間有長(zhǎng)寬分別為L(zhǎng)2和L3的長(zhǎng)方形的重疊區(qū)域。
[0012]進(jìn)一步地,所述重疊寬度
【權(quán)利要求】
1.一種抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:將欲掃描圖像區(qū)域劃分為N*N個(gè)正方形小圖像塊，每個(gè)小圖像塊與相鄰圖像塊有部分重疊。每行中相鄰圖像重疊部分為豎長(zhǎng)條形長(zhǎng)方形，每列中相鄰圖像重疊部分為橫長(zhǎng)條形長(zhǎng)方形。 步驟2，采用Z字形依次掃描小圖像塊。即第一行從左到右依次掃描，第二行從右到左依次掃描，第三行從左到右依次掃描，以此類推。 步驟3，每掃出一幅小圖像塊，將其與上一幅圖像的重疊區(qū)域切割提取出來，用相位相關(guān)法計(jì)算其溫漂。 步驟4，將掃描出的多幅小圖像塊根據(jù)其設(shè)定的起始掃描位置及其實(shí)際溫漂量拼接起來。第一幅圖像先放置，后面圖像塊依次放置，放置圖像的起始坐標(biāo)為設(shè)定的掃描起始坐標(biāo)加上前面各圖像塊溫漂之和；在放置時(shí)，遇到重疊部分，用后一幅圖像覆蓋前一幅的重疊部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法，其特征在于，所述步驟I具體為:記欲掃描正方形圖像區(qū)域?qū)挾葹長(zhǎng)1，記小圖像塊的寬度為L(zhǎng)2,劃分方法為:每行中相鄰小塊有部分重疊，記重疊寬度為L(zhǎng)3 ;此外,每列中相鄰小塊之間也有部分重疊，重疊寬度亦為L(zhǎng)3。即將邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1的正方形區(qū)域劃分為N*N個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的小正方形圖像塊，每個(gè)小圖像塊之間有長(zhǎng)寬分別為L(zhǎng)2和L3的長(zhǎng)方形的重疊區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法，其特征在于，所述重疊寬度
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述抑制掃描探針顯微鏡掃描大圖時(shí)溫漂影響的方法，其特征在于，所述步驟2具體為:假設(shè)欲掃描大圖左上角端點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)(O，O)，向右為橫坐標(biāo)遞增，向下為縱坐標(biāo)遞增。記掃描第η幅小圖像塊的左上角端點(diǎn)坐標(biāo)，即起始點(diǎn)坐標(biāo)，為(Χη，Υη)。掃描第I幅小圖像塊，其掃描起始點(diǎn)為(O，0)，掃描長(zhǎng)寬均為L(zhǎng)2 ;第2幅小圖像塊，起始點(diǎn)為
【文檔編號(hào)】G01Q30/00GK103728468SQ201310742930
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】楊秦敏, 趙聲, 張 杰, 盧建剛, 陳積明, 孫優(yōu)賢 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)