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便攜式微觀三維白光干涉測量儀
光學干涉測量法作為一種重要的非接觸表面三維形貌測量手段，一直是國內(nèi)外高精度測量領域的研究熱點?；诟缮嬖淼墓鈱W表面三維形貌檢測方法發(fā)展很快，其精度和測量范圍都達到了很高的指標。在上，主流的光學形貌檢測儀產(chǎn)品主要由美國Zygo、Veeco、4D等公司生產(chǎn)?；谝葡喔缮嫠惴ǎ≒SI）的光學表面形貌檢測儀多以激光為光源，精度可優(yōu)于1nm，測量范圍在微米量級?；诎坠鈷呙韪缮娣ǎ╒SI）的光學表面形貌檢測儀以白光LED為光源，可以達到毫米量級的測量范圍，精度優(yōu)于10nm。以Veeco公司的NT9100光學表面形貌檢測儀為例，它使用短相干LED光源，兼具PSI和VSI兩種工作模式，測試范圍可達幾毫米，縱向精度達到0.1nm，可用于測量光學元件和微電子元件表面形貌，可以實現(xiàn)臺階面的測量。其功能完善，適用范圍廣，但價格昂貴，在20萬美元以上。通用的光學表面形貌檢測儀體積較大，無論是基于移相干涉技術(shù)還是基于白光掃描干涉技術(shù)，其光路系統(tǒng)和三維工件調(diào)整臺是分開的，依靠懸臂結(jié)構(gòu)將二者連接起來。此類儀器的三維調(diào)整臺可以通過步進電機驅(qū)動，實現(xiàn)工件的遙控調(diào)整，但這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足，儀器受振動和氣流影響很大，需要配以抗振平臺和玻璃密封罩，因此只限于實驗室檢測，而不能用于生產(chǎn)過程中的在線檢測。通用光學表面形貌檢測儀一般都采用立式結(jié)構(gòu)，被測件置于工件調(diào)整臺與干涉測量顯微物鏡之間的空腔內(nèi)，這就使被測件的尺寸受到了限制，無法實現(xiàn)對大口徑光學元件表面的檢測。此外，顯微干涉技術(shù)要求試件被測表面必須定位于儀器工作距離的1微米范圍內(nèi)，受被測樣品厚度和安裝位置的影響，每次測試前都要耗費大量的調(diào)試時間，因此無法適應工業(yè)生產(chǎn)檢測中的快速批量檢驗?；诖?，4D公司推出了型號為NanoCam的便攜式動態(tài)干涉儀，它基于動態(tài)干涉原理，采用倒置模式測量，可實現(xiàn)光學元件表面形貌的在線檢測。但是其價格與通用光學表面形貌檢測儀相當，也在20萬美元之上。在市場需求的推動下，用于工業(yè)生產(chǎn)的干涉儀向小型化發(fā)展，并且對儀器的抗干擾能力、操作簡便性、測量精度、橫向與縱向測量范圍都提出了更高的要求。因此本作品作為一種成本低、功能強的型表面微觀形貌檢測儀器，具有很好的發(fā)展前景。