Sensofar共聚焦白光干涉儀測量粗糙度的方法

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　　Sensofar共聚焦白光干涉儀通過整合共聚焦顯微、白光干涉及相位差干涉三大技術，結合智能軟件算法，實現了對物體表面粗糙度的高精度、多模式測量。其測量粗糙度的方法及核心優勢如下：
　　一、核心測量模式與原理
　　1.白光干涉模式
　　原理：利用白光掃描樣本表面，通過波長掃描與相干門控技術，獲取表面高度信息。
　　特點：
　　縱向分辨率達0.1nm，可精確測量超光滑表面（如光學鏡片、半導體晶圓）的粗糙度，Ra值低至亞納米級。
　　抗振動技術：內置實時環境補償算法（REC），在車間振動>100nm條件下仍維持納米級重復性，無需光學隔振平臺。
　　大視場測量：低倍率下可實現毫米級視場，適合快速掃描大面積區域。
　　2.共聚焦模式
　　原理：通過高數值孔徑（NA）物鏡聚焦光線，結合動態焦點追蹤算法，獲取表面三維形貌。
　　特點：
　　橫向分辨率0.10μm，支持70°光滑斜面與86°粗糙陡坡測量，Z軸重復性誤差<2nm（150倍物鏡下）。
　　真彩色成像：RGB三色LED照明還原真實色彩，便于識別表面缺陷（如劃痕、麻點）。
　　陡坡測量能力：適用于金屬模具、陶瓷基板等復雜表面的三維重建。
　　3.多焦面疊加模式
　　原理：單次掃描中疊加多個焦平面，擴展測量深度。
　　特點：
　　最大測量深度8mm，掃描速度3mm/s，適合模具鋼、鑄造件等粗糙表面的快速測量。
　　動態焦點補償算法：突破傳統共聚焦技術對表面斜率的限制，實現大范圍無損檢測。
　　二、測量流程與操作步驟
　　1.樣品準備
　　將樣品固定于防震平臺或System3R夾具，調整環形LED光源亮度至50%，關閉防塵罩并啟動真空吸附功能（壓力≤-60kPa）。
　　2.模式選擇與參數設置
　　軟件自動匹配：通過SensoSCAN軟件根據樣本特性（如光滑/粗糙、透明/不透明）自動選擇測量模式（如共聚焦+白光干涉混合模式）。
　　參數配置：設置掃描深度（默認200μm）、幀率（180fps）、色彩合成參數（RGB權重1:1:1）及ISO標準（如ISO 4287、ISO 25178）。
　　3.環境校準
　　自動焦點校準（AFC）：系統在10秒內完成物鏡焦平面曲率匹配。
　　實時環境補償（REC）：記錄當前環境振動基準值（±15nm），補償振動干擾。
　　4.數據采集與分析
　　三維形貌重建：單次掃描3秒內完成1280×1024像素三維數據采集。
　　粗糙度參數提取：使用SensoVIEW軟件計算Ra（算術平均粗糙度）、Rq（均方根粗糙度）、Rz（最大高度差）等參數，生成符合國際標準的檢測報告。
　　缺陷可視化：通過真彩色成像與三維形貌圖，直觀展示表面缺陷分布及粗糙度變化。
　　三、技術優勢與應用場景
　　1.技術優勢
　　非接觸式測量：避免傳統接觸式探針可能造成的樣本損傷，尤其適合超薄玻璃（厚度<0.5mm）檢測。
　　多模式智能切換：單設備集成共聚焦、白光干涉、多焦面疊加技術，適應不同表面特性需求。
　　高速數據采集：500萬像素CMOS相機與Microdisplay共聚焦技術實現180fps數據流傳輸，效率較傳統設備提升5倍。
　　環境適應性：無運動部件設計（如硅基鐵電液晶微顯示掃描技術）消除機械振動干擾，光源壽命延長至50,000小時。
　　2.典型應用場景
　　半導體制造：測量晶圓表面平整度、薄膜厚度均勻性，提升光刻良率。
　　精密加工：評估航空發動機葉片噴砂處理后的表面粗糙度，識別異常磨損帶。
　　生物醫學：分析骨科植入物表面紋理對細胞黏附行為的影響，優化3D打印支架孔隙結構。
　　新能源材料：量化固態電解質表面粗糙度與界面接觸角，提升固態電池離子電導率。
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