Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1314 вуза, 5345 предмета.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Тольяттинский государственный университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

Инструкция по программе Nova

.pdf
Скачиваний:
138
Добавлен:
28.05.2015
Размер:
27.02 Mб
Скачать
☆

Глава 2. Анализ и обработка СЗМ-данных

Гистограмма

плотности

распределения

значений

исходной

1D-функции

 

 

 

 

Исходный объект – кривая профиля сечения является дискретной одномерной функцией Z (Xi ) , которая имеет некоторый минимальный шаг по Z. Соответственно,

на гистограмме по оси X откладываются значения функции Z, с определенным шагом. При значении параметра Z_Step=1 этот шаг равен собственному шагу по Z исходной функции. При увеличении параметра Z_Step пропорционально увеличивается шаг по оси X. На гистограмме для каждого значения X (т.е. значения исходной функции Z) по оси Y откладывается число точек, значения которых лежат в интервале от Z до Z+Z_step.

Параметры, вычисляемые в Roughness Analysis

Zij = Z (Xi ) - дискретная одномерная функция, заданная на интервале [Xmin, Xmax], Nx - число точек по оси X

Amount of sampling

число точек равное Nx

 

 

 

 

 

 

 

 

Max

Zmax, Максимальная высота

 

 

 

Min

Zmin, Минимальная высота

 

 

 

Peak-to-peak, Ry

Zmax - Zmin, размах высот (peak to peak value, ISO

 

4287/1), nm

 

 

 

 

 

 

Ten point height, Rz

Rz=1/5(Zmax1+ Zmax2+ Zmax3+ Zmax4+ Zmax5 -Zmin1- Zmin2-

 

Zmin3- Zmin4- Zmin5), десять точек по высоте, (ten point

 

height,

ISO

4287/1),

параметр

выражает

 

шероховатость поверхности по выбранным пяти

 

максимальным высотам и впадинам, nm

 

 

 

 

 

 

 

 

Average (mean height)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Average Roughness, Ra

средняя

арифметическая

шероховатость

(average

 

roughness, ISO 4287/1), nm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Second moment

 

 

 

 

 

 

 

 

RMS (Root Mean Square),

средняя квадратичная шероховатость (root mean

Rq

square roughness, ISO 4287/1), nm

 

 

 

 

Surface skewness, Rsk

Асимметрия (третий центральный момент μ3),

 

характеризует

несимметричность

распределения.

 

Если асимметрия отличается от нуля, то

 

распределение несимметрично. Для симметричного

 

(относительно центра) распределения асимметрия

 

равна нулю. Асимметрия положительна, если

 

распределение имеет длинный правый «хвост», и

 

отрицательна, если распределение имеет длинный

 

левый хвост

 

 

 

 

 

 

Coefficient of kurtosis, Rka

Эксцесс (surface kurtosis, четвертый центральный

 

момент

μ4),

характеризует

протяженность

 

распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-73

ЧАСТЬ 2. Модуль обработки изображений

2.3.4 Fourier

При использовании метода 1D FFT для исходной одномерной функции вычисляется Фурье-функция (FFT-1D), посредством использования быстрого преобразования Фурье. Определяется Функция Спектральной Плотности (PSD-1D), равная сумме квадратов действительной и мнимой частей

FFT-1D: PSD-1D= Re2(FFT-1D)+Im2(FFT-1D) и строится график Функции Спектральной Плотности.

Панель настройки метода 1D FFT имеет вид (Рис. 2-68)

Рис. 2-68. Панель настройки метода 1D FFT

Параметр FFT Scaling (Рис. 2-69) определяет, какая функция (PSD, корень квадратный из PSD, логарифм и т.д., Табл. 2-2) будет отображаться на графике 1D FFT.

 

Рис. 2-69

 

Табл. 2-2. Функция, отображаемая на графике,

 

в зависимости от значения параметра FFT Scaling

 

 

 

Значение параметра

Функция, отображаемая на графике

FFT Scaling

 

 

 

 

 

Power Spectrum

Re2 (FFT −1D) + Im2 (FFT −1D)

 

 

 

 

Magnitude

Re2 (FFT −1D) + Im2 (FFT −1D)

 

 

 

 

Sqrt Magnitude

Re2 (FFT −1D) + Im2 (FFT − D)

 

 

 

 

Logarithmic

ln(1+ Re2 (FFT −1D) + Im2 (FFT −1D))

 

 

 

 

Decibel

10 * log10 (1+(Re2 (FFT −1D) + Im2 (FFT −1D)) / Max) ,

 

 

где Max – максимальное значение PSD

 

 

 

 

2-74

Глава 2. Анализ и обработка СЗМ-данных

Пример 2.3-2. Применение 1D FFT для анализа кривой типа профиля сечения

Для исходного СЗМ-изображения объекта типа решетки (Рис. 2-70, слева) при помощи инструмента Arbitrary L получена кривая профиля сечения (Рис. 2-70, справа) вдоль линии указанной на СЗМ-изображении.

Рис. 2-70. Слева – СЗМ-изображение прямоугольной решетки, справа - профиль сечения вдоль линии, показанной на изображении

К полученной кривой сечения для анализа периодичности поверхности вдоль этого направления применен метод 1D FFT.

В результате получен график функции спектральной плотности (Рис. 2-71, слева). На графике по оси Y отображается PSD (или связанная с ней величина, в зависимости от значения параметра FFT Scaling), а по оси X откладывается обратная длина волны в относительных единицах (в пикселях).

Рис. 2-71. Слева - кривая функции спектральной плотности (PSD), слева - уточненный график для области вершины первого максимума на кривой PSD

Кроме того, при выполнении 1D FFT для первого максимума на кривой PSD производится уточнение его положения, с использованием обычного преобразования Фурье, и строится уточненный график для области вершины этого максимума, в координатах PSD - длина волны (Рис. 2-71, справа). Как видно из уточненного

2-75

ЧАСТЬ 2. Модуль обработки изображений

графика, величина максимума имеет место при значении длины волны равном 2.42 мкм, что соответствует периоду структуры в направлении линии сечения.

#ПРИМЕЧАНИЕ: Если при анализе кривой основной интерес представляет периодичность структуры, рекомендуется предварительно, перед применением 1D FFT, выполнить вычитание среднего значения из кривой профиля сечения. Это позволит на кривой PSD убрать максимум в области нулевых пространственных частот. В качестве иллюстрации, для одной и той же кривой профиля сечения, на Рис. 2-72 приведены: слева - график PSD, в случае, когда было выполнено предварительное вычитание среднего значения из кривой сечения, и справа - график PSD, в случае без предварительного вычитания среднего значения из кривой профиля

Рис. 2-72. Слева – кривая PSD с предварительным вычитанием среднего значения из кривой профиля сечения, справа – кривая PSD без предварительного вычитания среднего значения из кривой профиля сечения

2-76

Глава 2. Анализ и обработка СЗМ-данных

2.4 Группа методов Transform 2D

Transform объединяет группу методов, связанных с преобразованием

1D- и 2D-данных (Рис. 2-73).

Рис. 2-73. Меню Transform

В зависимости от того, какой элемент контейнера изображений (2Dили 1Dданных) находится в активированном состоянии, в меню Transform активированными являются методы для преобразования либо 2D-данных, либо1Dданных (на Рис. 2-73, активированы методы для 2D-данных).

Методы, предназначенные для работы с одномерными функциями (1D-данными) рассматриваются в разделе 2.5 на стр. 2-109.

В настоящем разделе рассматриваются методы, предназначенные для работы с двумерными функциями (2D-данными), которые включают:

−Flatten Correction 2D.

−Flatten Correction 1D.

−Data transformations:

−Cropping;

−Inverse;

−Rotation;

−Left-Right;

−Up-Down;

−Add Z Points;

−Delete Z Points;

−Min Z -> 0;

−Min X,Y -> 0;

−Axis Strain-Stress.

2-77

ЧАСТЬ 2. Модуль обработки изображений

−Editing:

−Fill area by Average;

−Fill area by Z Constant;

−Fill area by Zero;

−Fill by Superposition;

−Lines Filling;

−Columns Filling;

−Cut Peaks.

2.4.1 Flatten Correction 2D

Flatten Correction 2D включает (Рис. 2-74):

−Subtract Average;

−Subtract Plane;

−Subtract 2 Order surface;

−Subtract 3 Order surface;

−Three Points Leveling.

Рис. 2-74. Меню Flatten Correction 2D

2.4.1.1Subtract Average

При выборе Subtract Average вычитается среднее значение исходной функции. В результате получается функция, значения которой отсчитываются от среднего значения. Это можно увидеть, если переключиться в режим «абсолютного представления» и оси Z.

Панель настройки Subtract Average имеет простой вид (Рис. 2-75).

Рис. 2-75. Панель настройки Subtract Average

2-78

Глава 2. Анализ и обработка СЗМ-данных

2.4.1.2Subtract Plane

Subtract Plane – вычитает поверхность первого порядка (плоскость) из всего изображения.

Панель настройки метода Subtract Plane имеет вид (Рис. 2-76):

Рис. 2-76. Панель настройки метода Subtract Plane

Если на изображении отсутствует выделение какой-либо области, параметры вычитаемой плоскости определяются из данных всего изображения.

Пример 2.4-1. Применение Subtract Plane, в случае, когда параметры плоскости определяются по данным всего изображения

Рис. 2-77. Слева – исходное СЗМ-изображение, имеющее некоторый наклон по оси Y, справа – СЗМ-изображение после вычитания плоскости

2-79

ЧАСТЬ 2. Модуль обработки изображений

Если на изображении выделена одна или несколько областей (при помощи инструмента Select Region, 1.2.1.2 на стр. 2-9), то параметры вычитаемой плоскости определяются, в зависимости от параметра Areas, имеющего два значения: Include и Exclude (Рис. 2-78).

Рис. 2-78. Значения параметра Areas

Subtract Plane, Include

Include – в этом случае параметры плоскости определяются по выделенным областям, и далее найденная плоскость вычитается из всего изображения.

Данную опцию рекомендуется применять, когда принято решение в качестве базисной выбрать плоскость, проходящую через определенные выделенные участки изображения.

2-80

Глава 2. Анализ и обработка СЗМ-данных

Пример 2.4-2. Применение Subtract Plane, Include Случай, когда параметры плоскости определяются по выделенным областям СЗМ изображения

На Рис. 2-79 слева показано СЗМ-изображение объекта, типа плоских террас (ступенек), имеющих явный наклон, что видно из кривой профиля сечения, показанной справа. Выделена прямоугольная область на самой большой террасе, при использовании Subtract Plane, Include по этой области будут определены параметры базисной плоскости.

Рис. 2-79. Слева исходное СЗМ-изображение, выделена прямоугольная область, по которой определяются параметры базисной плоскости, и показана линия сечения, демонстрирующая наклон изображения. Справа профиль сечения вдоль линии, показанной на левом рисунке

На Рис. 2-80 слева СЗМ-изображение, полученное после вычитания плоскости, определенной по области выделенной на Рис. 2-79 (применение Subtract Plane, Include). Справа профиль сечения вдоль показанной линии.

Рис. 2-80. Слева СЗМ-изображение, после вычитания плоскости, которая определена по области, выделенной на Рис. 2-79. Справа профиль сечения вдоль линии, показанной на левом рисунке

2-81

ЧАСТЬ 2. Модуль обработки изображений

Subtract Plane, Exclude

Exclude – в этом случае параметры плоскости определяются по области изображения, исключая выделенные области, и далее, найденная плоскость вычитается из всего изображения.

Данную опцию рекомендуется применять, когда исходное изображение является плоской поверхностью, причем плоские участки занимают значительную часть, а «неплоские» участки можно выделить при помощи инструмента Select Region.

Пример 2.4-3. Применение Subtract Plane, Exclude. Случай, когда параметры плоскости определяются с исключением выделенной области изображения

На Рис. 2-81 справа показано изображение, имеющее явный наклон, что видно из кривой профиля сечения, показанной справа. Выделена прямоугольная область, которая исключается при определении средней плоскости.

Рис. 2-81. Слева исходное СЗМ-изображение. Справа профиль сечения вдоль линии, показанной на левом рисунке

На Рис. 2-82 слева показано СЗМ-изображение, после вычитания плоскости, которая определена с исключением области выделенной на Рис. 2-81 (применение Subtract Plane, Exclude). Справа - профиль сечения вдоль выбранной линии, показывает отсутствие наклона после выполненной процедуры вычитания.

Рис. 2-82. Слева СЗМ-изображение, после вычитания плоскости. права профиль сечения вдоль линии, показанной на левом рисунке

2-82

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности