随着激光加工技术的迅速发展,与之对应的表面形貌检测技术也在快速发展。在激光微加工领域,刻蚀工件的表面粗糙度和刻蚀尺寸是其最重要的表面形貌评价参数。其中,表面粗糙度是用来描述工件的微观几何形状误差,它是评定工件表面加工质量的重要指标,直接影响到工件的使用性能和寿命,而刻蚀尺寸的精确测量在表面测量中也有着十分重要的作用,它直接决定加工的精度,可以在很大程度上弥补由其他因素(如光斑尺寸、热效应等)引入的加工误差,同时,微细结构的尺寸测量已成为当前纳米测量技术和纳米计量标准的重要课题之一,在世界范围内得到了普遍重视。在此背景下,本文研究并开发了一种激光微加工在线检测系统,主要包括以下三个方面:激光在线检测系统结构设计、数据处理技术的研究和应用软件的开发。激光检测系统由激光传感器、三维精密位移平台和计算机组成,且集成到激光微加工系统中,构成了集加工和检测为一体的一整套系统。在数据处理技术方面,针对测量过程中的噪声,研究并设计了巴特沃斯降噪滤波器;针对滤波问题,研究并设计了最小二乘中线滤波和高斯滤波两种方法,通过轮廓调平的方法解决了刻蚀尺寸测量中的倾斜问题。在软件方面,开发了界面美观、操作方便的应用软件,它由设备控制软件和数据处理软件两部分组成,共同实现了在线检测的功能。实验部分,该系统通过大量样品的在线加工和检测实验,并采用Dektak 150 Surface Profiler表面轮廓测量仪的检测结果进行对比和不断修正,获得了在线检测精度能达到1.6μm,且具有良好的重复性、稳定性和可靠性的激光微加工在线检测系统。利用本文开发的激光微加工在线检测系统对激光加工的工件的表面质量和尺寸进行在线检测,极大地提高了加工效率,提高了加工精度,还能节省大量试验用材料,且非接触测量方法不会损伤样品表面,同时,大的测量范围和宽松的测量环境要求为三维曲面测量提供了必要的条件。