便攜式微觀三維白光干涉測(cè)量儀

光學(xué)干涉測(cè)量法作為一種重要的非接觸表面三維形貌測(cè)量手段，一直是國內(nèi)外高精度測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?；诟缮嬖淼墓鈱W(xué)表面三維形貌檢測(cè)方法發(fā)展很快，其精度和測(cè)量范圍都達(dá)到了很高的指標(biāo)。在上，主流的光學(xué)形貌檢測(cè)儀產(chǎn)品主要由美國Zygo、Veeco、4D等公司生產(chǎn)。基于移相干涉算法（PSI）的光學(xué)表面形貌檢測(cè)儀多以激光為光源，精度可優(yōu)于1nm，測(cè)量范圍在微米量級(jí)?；诎坠鈷呙韪缮娣ǎ╒SI）的光學(xué)表面形貌檢測(cè)儀以白光LED為光源，可以達(dá)到毫米量級(jí)的測(cè)量范圍，精度優(yōu)于10nm。以Veeco公司的NT9100光學(xué)表面形貌檢測(cè)儀為例，它使用短相干LED光源，兼具PSI和VSI兩種工作模式，測(cè)試范圍可達(dá)幾毫米，縱向精度達(dá)到0.1nm，可用于測(cè)量光學(xué)元件和微電子元件表面形貌，可以實(shí)現(xiàn)臺(tái)階面的測(cè)量。其功能完善，適用范圍廣，但價(jià)格昂貴，在20萬美元以上。通用的光學(xué)表面形貌檢測(cè)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(tái)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(tái)可以通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)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(dòng)和氣流影響很大，需要配以抗振平臺(tái)和玻璃密封罩，因此只限于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，而不能用于生產(chǎn)過程中的在線檢測(cè)。通用光學(xué)表面形貌檢測(cè)儀一般都采用立式結(jié)構(gòu)，被測(cè)件置于工件調(diào)整臺(tái)與干涉測(cè)量顯微物鏡之間的空腔內(nèi)，這就使被測(cè)件的尺寸受到了限制，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)大口徑光學(xué)元件表面的檢測(cè)。此外，顯微干涉技術(shù)要求試件被測(cè)表面必須定位于儀器工作距離的1微米范圍內(nèi)，受被測(cè)樣品厚度和安裝位置的影響，每次測(cè)試前都要耗費(fèi)大量的調(diào)試時(shí)間，因此無法適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)中的快速批量檢驗(yàn)?；诖?，4D公司推出了型號(hào)為NanoCam的便攜式動(dòng)態(tài)干涉儀，它基于動(dòng)態(tài)干涉原理，采用倒置模式測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件表面形貌的在線檢測(cè)。但是其價(jià)格與通用光學(xué)表面形貌檢測(cè)儀相當(dāng)，也在20萬美元之上。在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，用于工業(yè)生產(chǎn)的干涉儀向小型化發(fā)展，并且對(duì)儀器的抗*力、操作簡便性、測(cè)量精度、橫向與縱向測(cè)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(qiáng)的型表面微觀形貌檢測(cè)儀器，具有很好的發(fā)展前景。