Sensofar共聚焦白光干涉仪测量粗糙度的方法

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　　Sensofar共聚焦白光干涉仪通过整合共聚焦显微、白光干涉及相位差干涉三大技术，结合智能软件算法，实现了对物体表面粗糙度的高精度、多模式测量。其测量粗糙度的方法及核心优势如下：
　　一、核心测量模式与原理
　　1.白光干涉模式
　　原理：利用白光扫描样本表面，通过波长扫描与相干门控技术，获取表面高度信息。
　　特点：
　　纵向分辨率达0.1nm，可精确测量超光滑表面（如光学镜片、半导体晶圆）的粗糙度，Ra值低至亚纳米级。
　　抗振动技术：内置实时环境补偿算法（REC），在车间振动>100nm条件下仍维持纳米级重复性，无需光学隔振平台。
　　大视场测量：低倍率下可实现毫米级视场，适合快速扫描大面积区域。
　　2.共聚焦模式
　　原理：通过高数值孔径（NA）物镜聚焦光线，结合动态焦点追踪算法，获取表面三维形貌。
　　特点：
　　横向分辨率0.10μm，支持70°光滑斜面与86°粗糙陡坡测量，Z轴重复性误差<2nm（150倍物镜下）。
　　真彩色成像：RGB三色LED照明还原真实色彩，便于识别表面缺陷（如划痕、麻点）。
　　陡坡测量能力：适用于金属模具、陶瓷基板等复杂表面的三维重建。
　　3.多焦面叠加模式
　　原理：单次扫描中叠加多个焦平面，扩展测量深度。
　　特点：
　　最大测量深度8mm，扫描速度3mm/s，适合模具钢、铸造件等粗糙表面的快速测量。
　　动态焦点补偿算法：突破传统共聚焦技术对表面斜率的限制，实现大范围无损检测。
　　二、测量流程与操作步骤
　　1.样品准备
　　将样品固定于防震平台或System3R夹具，调整环形LED光源亮度至50%，关闭防尘罩并启动真空吸附功能（压力≤-60kPa）。
　　2.模式选择与参数设置
　　软件自动匹配：通过SensoSCAN软件根据样本特性（如光滑/粗糙、透明/不透明）自动选择测量模式（如共聚焦+白光干涉混合模式）。
　　参数配置：设置扫描深度（默认200μm）、帧率（180fps）、色彩合成参数（RGB权重1:1:1）及ISO标准（如ISO 4287、ISO 25178）。
　　3.环境校准
　　自动焦点校准（AFC）：系统在10秒内完成物镜焦平面曲率匹配。
　　实时环境补偿（REC）：记录当前环境振动基准值（±15nm），补偿振动干扰。
　　4.数据采集与分析
　　三维形貌重建：单次扫描3秒内完成1280×1024像素三维数据采集。
　　粗糙度参数提取：使用SensoVIEW软件计算Ra（算术平均粗糙度）、Rq（均方根粗糙度）、Rz（最大高度差）等参数，生成符合国际标准的检测报告。
　　缺陷可视化：通过真彩色成像与三维形貌图，直观展示表面缺陷分布及粗糙度变化。
　　三、技术优势与应用场景
　　1.技术优势
　　非接触式测量：避免传统接触式探针可能造成的样本损伤，尤其适合超薄玻璃（厚度<0.5mm）检测。
　　多模式智能切换：单设备集成共聚焦、白光干涉、多焦面叠加技术，适应不同表面特性需求。
　　高速数据采集：500万像素CMOS相机与Microdisplay共聚焦技术实现180fps数据流传输，效率较传统设备提升5倍。
　　环境适应性：无运动部件设计（如硅基铁电液晶微显示扫描技术）消除机械振动干扰，光源寿命延长至50,000小时。
　　2.典型应用场景
　　半导体制造：测量晶圆表面平整度、薄膜厚度均匀性，提升光刻良率。
　　精密加工：评估航空发动机叶片喷砂处理后的表面粗糙度，识别异常磨损带。
　　生物医学：分析骨科植入物表面纹理对细胞黏附行为的影响，优化3D打印支架孔隙结构。
　　新能源材料：量化固态电解质表面粗糙度与界面接触角，提升固态电池离子电导率。
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