白光干涉三维光学轮廓仪

什么是白光干涉三维光学轮廓仪？采用垂直扫描白光干涉的非接触轮廓仪，可绘制面形，垂直分辨率达亚纳米级，并输出 Sa、Sq 和台阶高度。适合接触可能损伤样品的光滑表面、MEMS、薄膜和光学件。## 概述

白光干涉仪在干涉物镜（如 Michelson、Mirau 或 Linnik 型）内将宽带照明分为参考光束和样品光束。压电平台使物镜垂直扫描，同时相机记录每个像素的条纹强度。条纹对比度最大的位置给出该像素的高度。相移模式下垂直分辨率低于 0.1 nm，相干扫描模式下约为 1 nm，扫描范围从几微米到 10 mm。2.5× 至 100× 物镜提供 0.05 mm 至 5 mm 的视场。拼接可扩大测量区域。计算 ISO 25178 的面形参数，如 Sa、Sz 和 Sdr，以及台阶高度。大于约 30° 的陡坡和透明薄膜需要特别注意。## 工作原理是什么？触针式轮廓仪使金刚石针尖（通常半径 2 µm 或 5 µm）在小力作用下以恒定速度划过表面，传感器将其垂直位移转换为电信号。原始轮廓经高斯滤波器按截止波长（如 0.8 mm）分离为粗糙度和波纹度，并按 ISO 4287 计算 Ra、Rz 和 Rq 等参数。光学轮廓仪采用白光干涉、共聚焦显微或焦点变化，在垂直扫描时通过分析条纹对比度或清晰度确定每个像素的高度。它们在不接触样品的情况下生成面形图，并给出 ISO 25178 定义的 Sa 和 Sq 等参数。## 主要特点有哪些？- 垂直扫描干涉，带压电或直线平台 - 转塔配 2.5× 至 100× 干涉物镜 - 相移模式下垂直分辨率低于 0.1 nm - 自动拼接，用于大面积和形状测量 - ISO 25178 面形参数和台阶高度软件 - 可选主动隔振台，使扫描稳定

技术参数有哪些？典型的白光干涉三维光学轮廓仪配置：垂直分辨率为 < 0.1 nm (PSI); ~1 nm (CSI)；垂直扫描范围为 Up to 10 mm；物镜为 2.5×–100×；视场为 0.05–5 mm；横向分辨率为 0.35–4 µm (objective-dependent)；相机为 1–5 MP。以上数值代表该产品类别的常见水平，具体配置参数以报价单及随机校准文件为准。## 适用于哪些应用？白光干涉三维光学轮廓仪主要用于 MEMS 和半导体形貌、光学表面粗糙度、抛光金属和陶瓷分析、薄膜台阶高度。在更广泛的表面轮廓仪类别中，实验室还将其用于机加工件表面粗糙度、半导体薄膜台阶高度、光学元件粗糙度。## 适用哪些标准与认证？相关标准与方法包括 ISO 4287、ISO 21920-2、ISO 25178-2、ISO 4288、ASTM D7127。本型号的认证候选包括 CE、ISO 9001 manufacturing、Laser/LED safety classification；每项认证均需针对具体配置在发货前确认，仅提供已实际签发的证书。应将仪器放置在隔振台或重型台面上并远离气流，因为纳米级信号容易受到干扰。应按规定间隔用有证台阶高度或粗糙度标准器校准垂直和水平标尺，并定期检查触针磨损或针尖半径。测量前清洁样品并调平安装。方法中应规定截止波长、评定长度和滤波器类型，因为 Ra 取决于它们。对软质材料保持较小触针力并检查划痕。光学系统需要清洁物镜，并定期用网格标准器进行横向校准。## 如何选择合适的白光干涉三维光学轮廓仪？对需要面形三维数据、纳米分辨率且无接触的光滑或精细表面，应选择该类型。对于很粗糙、陡峭或强反射表面，共聚焦或触针系统更合适。询价时应说明物镜、扫描范围、拼接、样品尺寸和隔振。### 与其他表面轮廓仪型号相比如何？主要选择是接触式还是非接触式。触针式仪器可溯源，对陡坡和污物耐受，是机加工件 ISO 4287 粗糙度的基准，但可能划伤软质表面，且无法分辨小于针尖半径的特征。光学轮廓仪可快速测绘面积，适合精细涂层、MEMS 和薄膜，并给出三维参数，但对透明、极陡、高反射或高吸收表面有困难。应考虑垂直量程和分辨率、横向分辨率、扫描长度、样品尺寸和重量、隔振、软件滤波器，以及工作是否遵循 ISO 21920、ISO 25178 或 ASTM D7127。便携式粗糙度仪适合车间检查。