白光干涉儀和臺(tái)階儀樣品要求
????????干涉儀是利用干涉原理測(cè)量光程之差從而測(cè)定有關(guān)物理量的光學(xué)儀器。兩束相干光間光程差的任何變化會(huì)非常靈敏地導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng),而某一束相干光的光程變化是由它所通過的幾何路程或介質(zhì)折射率的變化引起,所以通過干涉條紋的移動(dòng)變化可測(cè)量幾何長(zhǎng)度或折射率的微小改變量,從而測(cè)得與此有關(guān)的其他物理量。測(cè)量精度決定于測(cè)量光程差的精度,干涉條紋每移動(dòng)一個(gè)條紋間距,光程差就改變一個(gè)波長(zhǎng)(~10-7米),所以干涉儀是以光波波長(zhǎng)為單位測(cè)量光程差的,其測(cè)量精度之高是任何其他測(cè)量方法所無法比擬的。
????? ?臺(tái)階儀的測(cè)量原理是:當(dāng)觸針沿被測(cè)表面輕輕滑過時(shí),由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時(shí),還沿峰谷作上下運(yùn)動(dòng)。觸針的運(yùn)動(dòng)情況就反映了表面輪廓的情況。傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)測(cè)量電橋后,輸出與觸針偏離平衡位置的位移成正比的調(diào)幅信號(hào)。經(jīng)放大與相敏整流后,可將位移信號(hào)從調(diào)幅信號(hào)中解調(diào)出來,得到放大了的與觸針位移成正比的緩慢變化信號(hào)。再經(jīng)噪音濾波器、波度濾波器進(jìn)一步濾去調(diào)制頻率與外界干擾信號(hào)以及波度等因素對(duì)粗糙度測(cè)量的影響。那么臺(tái)階儀和干涉儀對(duì)樣品的要求有哪些呢?
1、樣品要求
白光干涉儀的對(duì)樣品的要求:
1. 樣品需平整;
2.樣品尺寸不超過50*50mm就可以。
臺(tái)階儀的樣品要求
1.樣品尺寸最好10*10mm左右
2.最大掃描區(qū)域是600*400um,超過這個(gè)區(qū)域需要拼接。
?2、測(cè)試范圍
????????白光干涉儀:能夠以優(yōu)于納米級(jí)的分辨率,非接觸測(cè)量樣品表面形貌的光學(xué)測(cè)量?jī)x器,用于表面形貌紋理,微觀結(jié)構(gòu)分析,用于測(cè)試各類表面并自動(dòng)聚焦測(cè)量工件獲取2D,3D表面粗糙度、輪廓等一百余項(xiàng)參數(shù)。
????????臺(tái)階儀:測(cè)量薄膜厚度,樣品形貌,表面粗糙度,翹度等信息。屬于微米級(jí)別,最大范圍0.5mm*0.5mm。
3、儀器特點(diǎn)
????????臺(tái)階儀不僅測(cè)量的精度十分高,并且量程也比較大,因此測(cè)量的結(jié)果可以說十分的穩(wěn)定,也有著十分可觀的重復(fù)性,但是由于測(cè)頭和測(cè)件之間避免不了相互接觸,因此長(zhǎng)久以往,臺(tái)階儀的測(cè)頭就十分容易變形,這也導(dǎo)致儀器使用一段時(shí)間后精度也會(huì)下降。由于測(cè)頭的硬度很多時(shí)候都很高,因此并不適合精密的零件以及質(zhì)軟的表面等物體的測(cè)量工作。
????????白光干涉儀與臺(tái)階儀相比具有以下優(yōu)點(diǎn):一是非接觸高精密測(cè)量,不會(huì)劃傷甚至破壞工件;二是測(cè)量速度快,不必像探頭逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量;三是不必作探頭半徑補(bǔ)正,光點(diǎn)位置就是工件表面測(cè)量的位置;四是對(duì)高深寬比的溝槽結(jié)構(gòu),可以快速而精確的得到理想的測(cè)量結(jié)果。隨著白光干涉測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和完善,白光干涉測(cè)量?jī)x器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在微電子、微機(jī)械、微光學(xué)等領(lǐng)域,白光干涉測(cè)量?jī)x器可以提供更高精度的檢測(cè)需求。
?4、應(yīng)用
????????白光干涉儀可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造及封裝工藝檢測(cè)、3C電子玻璃屏及其精密配件、光學(xué)加工、微納材料及制造、汽車零部件、MEMS器件等超精密加工行業(yè)及航空航天、國(guó)防軍工、科研院所等領(lǐng)域中??蓽y(cè)各類從超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物體表面,從納米到微米級(jí)別工件的粗糙度、平整度、微觀幾何輪廓、曲率等,提供依據(jù)ISO/ASME/EUR/GBT四大國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)300余種2D、3D參數(shù)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
????????臺(tái)階儀主要應(yīng)用在金屬材料、生物材料、聚合物材料、陶瓷材料等各種材料表面的薄膜厚度,臺(tái)階高度,二維粗糙度(Ra,Rq,Rmax...),三維粗糙度(Sa,Sq,Smax),劃痕截面面積,劃痕體積,磨損面積,磨損體積,磨損深度,薄膜應(yīng)力(曲定量率半徑法)等定量測(cè)量。
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