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白光干涉仪

白光干涉仪

光的干涉是指从目标对象表面到某点的光距(光路)产生偏差时,所发生的现象。利用这种现象测量目标对象表面凹凸的就是光学干涉仪。左图是干涉应变计的结构图。从光源(半导体激光等)发出的光有一些透过半反射镜到达参照面上,其余被反射到样本表面。透过的光经参照面反射通过光接收元件即CCD元件成像。其余被反射的光经目标对象表面反射透过半反射镜,同样通过光接收元件即CCD元件成像。


事先将CCD元件与参照面间的光学距离(光路)和CCD元件与样本表面的光学距离设为等长,在CCD元件上形成的影像将反映出因样本表面凹凸导致的光路差而产生的干涉条纹。计数该干涉条纹的条数,可读取样本表面的凹凸(高度)。


优点 缺点
  • - 可以测量大视野(多角)。
    可通过亚纳米等级的高分辨率(0.1nm)测量大视野(多角)。
  • - 测量时间短。
  • - 角度特性低。
  • - 能使用的目标对象有限。
    若没有反射能力强的面,则光学干涉仪难以测量,测量的目标对象种类有限。若参照面反射的光与测量面反射的光有极大偏差,也可能无法测量。(镜面虽然好用,但难以测量凹凸较大的样本或反射率较低的样本)
  • - 需要倾斜补偿。
    使用前需要通过测角仪(斜率)对样本进行倾斜补偿。样本倾斜导致干涉条纹密集,无法准确测量。部分光学干涉式形状测量系统具有自动补偿样本角度的倾斜结构。
  • - XY测量的分辨率较低。
    因取样数据数较少(约30万),所以XY测量的分辨率较低。部分光学干涉式形状测量系统可使用可选件扩展到约98万数据。
  • - 不耐振动。
    对振动极为敏感,除了要安装除振台,对于安装场所也有要求。



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