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3D表面輪廓測量原理
白光干涉儀是一種能夠以納米級精度對粗糙度和臺(tái)階等三維表面特征進(jìn)行非接觸式測量的技術(shù)。測量粗糙度和臺(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 | ◎ ?納米級測量 | △ | ◎ | ◎ |
| 解析度 | ◎ 納米到毫米 | 〇 微米 | 〇 微米 | ◎ 納米 |
| 測量區(qū)域 | ◎ 一次測量 2 平方毫米 | △ 激光 掃描 | △ 線 | × 小面積 掃描 |
| 接觸/非接觸 | 非接觸式 | 非接觸式 | 接觸 | 接觸 |
| 測量時(shí)間 | ◎ 以秒為單位的面積測量 | △ 通過掃描 平面測量 | △ 線 輪廓 | × 通過掃描 平面測量 |
白光干涉儀可以說是一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高速測量和大范圍測量的系統(tǒng)。
光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
干涉條紋
白光干涉法是用相機(jī)測量光的干涉圖案來測量三維形狀。如果您使用帶有內(nèi)置參考鏡（稱為干涉鏡）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。
