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3D表面輪廓測(cè)量原理

發(fā)布時(shí)間:2022-08-18 點(diǎn)擊量:1349

3D表面輪廓測(cè)量原理

什么是白光干涉?

白光干涉儀是一種能夠以納米級(jí)精度對(duì)粗糙度和臺(tái)階等三維表面特征進(jìn)行非接觸式測(cè)量的技術(shù)。測(cè)量粗糙度和臺(tái)階的技術(shù)包括接觸式輪廓儀、原子力顯微鏡 (AFM) 和激光顯微鏡。

 

 白光干涉激光
顯微鏡
接觸式
步距規(guī)
原子力顯微鏡
準(zhǔn)確性

?納米級(jí)測(cè)量
?高重復(fù)性(0.1%)

解析度

納米到毫米

微米

〇 

微米

納米

測(cè)量區(qū)域

一次測(cè)量 2 平方毫米
(使用 10 倍鏡頭時(shí))

激光

掃描

×

小面積

掃描

接觸/非接觸

非接觸式

非接觸式接觸接觸
測(cè)量時(shí)間

以秒為單位的面積測(cè)量

通過(guò)掃描

平面測(cè)量

輪廓

×

通過(guò)掃描

平面測(cè)量

 

白光干涉儀可以說(shuō)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高速測(cè)量和大范圍測(cè)量的系統(tǒng)。

 

 

白光干涉儀的測(cè)量原理

光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

干涉條紋

干涉條紋

白光干涉法是用相機(jī)測(cè)量光的干涉圖案來(lái)測(cè)量三維形狀。如果您使用帶有內(nèi)置參考鏡(稱(chēng)為干涉鏡)的物鏡,并用白光照射參考鏡和樣品,當(dāng)兩個(gè)反射光的光路相同時(shí),兩個(gè)光發(fā)生強(qiáng)烈干涉并變亮. 反之,當(dāng)兩束反射光的光路不同時(shí),兩束光相互抵消而變暗。

 

在測(cè)量不同高度的樣品時(shí),根據(jù)光路的不同,在光線強(qiáng)弱的地方會(huì)出現(xiàn)干涉條紋。

 

通過(guò)使用壓電致動(dòng)器或步進(jìn)電機(jī)在樣品上上下移動(dòng)物鏡來(lái)觀察干涉信號(hào)。干擾信號(hào)峰值分別出現(xiàn)在 A 側(cè)和 B 側(cè),這些峰值位置的偏移就是高度差。

 

由于分析了鏡頭上下移動(dòng)時(shí)相機(jī)捕獲的干涉條紋和高度信息,可以分析鏡頭整個(gè)視野的準(zhǔn)確3D輪廓。

 




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