一、基本原理
在白光干涉儀中,光源發出的光經過擴束準直后,通過分光棱鏡被分成兩束相干光:一束作為參考光,另一束作為待測光。這兩束光在空間某點相遇時,會產生干涉現象,形成明暗相間的干涉條紋。干涉條紋的形態和位置取決于兩束光的相位差,而相位差則與它們經過的光程差有關。
光學相移原理是通過多次等距改變參考光和待測光之間的光程差,實現干涉信號的相位調制。這種相位調制會導致干涉條紋的移動或變化,通過測量干涉條紋的變化量,可以計算出相位差,進而得到待測物體的相關信息。
二、相移算法
相移算法是實現光學相移原理的關鍵技術。它通過多次等距改變光程差,獲得多幅干涉圖,并從干涉圖組中提取出視場各位置處的干涉光強。然后,將這些光強代入相應的相移算法公式中,計算出視場中各位置處的相位。最后,結合白光干涉信號的光強峰值,可以找到零光程差位置(ZOPD)的粗略位置,并計算得到樣品的相對高度信息。
常用的相移算法包括三步相移法、五步相移法等。這些算法通過不同的相位調制方式和數據處理方法,可以實現高精度的相位測量。
三、應用
白光干涉中的光學相移原理廣泛應用于科學研究和工業領域。在科學研究中,它可用于測量微小物體的長度、形狀和表面質量等;在工業領域,它可用于檢測機械零件的精度和表面狀態等。此外,白光干涉技術還可用于測量材料的折射率、厚度以及微納結構的尺寸和形狀等信息。
四、優勢
白光干涉技術具有高精度、高靈敏度和非接觸式測量等優點。它能夠實現納米級別的測量精度,并且不會對被測物體造成損傷。此外,白光干涉技術還具有測量速度快、操作簡便等優點,使得它在科學研究和工業生產中具有廣泛的應用前景。
綜上所述,白光干涉中的光學相移原理是一項重要的干涉測量技術原理。它基于光的波動性和相干性,通過改變光程差實現干涉信號的相位調制,進而獲取待測物體的相關信息。這種原理在科學研究和工業領域具有廣泛的應用前景和重要的研究價值。
TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀
一款可以“實時”動態/靜態 微納級3D輪廓測量的白光干涉儀
1)一改傳統白光干涉操作復雜的問題,實現一鍵智能聚焦掃描,亞納米精度下實現卓越的重復性表現。
2)系統集成CST連續掃描技術,Z向測量范圍高達100mm,不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率,為復雜形貌測量提供全面解決方案。
3)可搭載多普勒激光測振系統,實現實現“動態”3D輪廓測量。

實際案例

1,優于1nm分辨率,輕松測量硅片表面粗糙度測量,Ra=0.7nm

2,毫米級視野,實現5nm-有機油膜厚度掃描

3,卓越的“高深寬比”測量能力,實現光刻圖形凹槽深度和開口寬度測量。
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