3D表面轮廓测量原理
白光干涉仪是一种能够以纳米级精度对粗糙度和台阶等三维表面特征进行非接触式测量的技术。测量粗糙度和台阶的技术包括接触式轮廓仪、原子力显微镜 (AFM) 和激光显微镜。
| 白光干涉 | 激光 显微镜 | 接触式 步距规 | 原子力显微镜 | |
|---|---|---|---|---|
| 准确性 | ◎ ・纳米级测量 | △ | ◎ | ◎ |
| 解析度 | ◎ 纳米到毫米 | 〇 微米 | 〇 微米 | ◎ 纳米 |
| 测量区域 | ◎ 一次测量 2 平方毫米 | △ 激光 扫描 | △ 线 | × 小面积 扫描 |
| 接触/非接触 | 非接触式 | 非接触式 | 接触 | 接触 |
| 测量时间 | ◎ 以秒为单位的面积测量 | △ 通过扫描 平面测量 | △ 线 轮廓 | × 通过扫描 平面测量 |
白光干涉仪可以说是一种能够实现高精度、高速测量和大范围测量的系统。
光学系统结构
干涉条纹
白光干涉法是用相机测量光的干涉图案来测量三维形状。如果您使用带有内置参考镜（称为干涉镜）的物镜，并用白光照射参考镜和样品，当两个反射光的光路相同时，两个光发生强烈干涉并变亮. 反之，当两束反射光的光路不同时，两束光相互抵消而变暗。
在测量不同高度的样品时，根据光路的不同，在光线强弱的地方会出现干涉条纹。
通过使用压电致动器或步进电机在样品上上下移动物镜来观察干涉信号。干扰信号峰值分别出现在 A 侧和 B 侧，这些峰值位置的偏移就是高度差。
