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白光干涉3D形貌測量儀的工作原理解析

閱讀：958 發(fā)布時(shí)間：2024-12-7

　　白光干涉3D形貌測量儀是一種利用干涉原理進(jìn)行三維表面形貌測量的高精度儀器，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、精密機(jī)械、材料科學(xué)等領(lǐng)域，用于檢測微觀和納米級(jí)別的表面形貌、粗糙度、厚度等參數(shù)。其主要優(yōu)勢在于高精度、非接觸式測量和快速的測量速度，特別適用于微小物體和復(fù)雜表面的三維表征。

　　白光干涉3D形貌測量儀的核心原理是利用白光干涉效應(yīng)，結(jié)合相干性原理和光學(xué)相位變化來實(shí)現(xiàn)表面形貌的測量。它基于干涉條紋的變化，通過分析干涉條紋的特征來獲得表面不同高度的精確數(shù)據(jù)。以下是其工作原理的詳細(xì)解釋：

　　1、白光源的應(yīng)用

　　白光干涉儀使用寬光譜的白光源，白光源是由多個(gè)不同波長的光組成的。這些不同波長的光波具有不同的干涉性質(zhì)。相對(duì)于傳統(tǒng)的激光干涉儀，白光干涉儀通過寬光譜的光源避免了單一波長帶來的高靈敏度局限性，可以同時(shí)測量不同表面特征，尤其適合不規(guī)則表面。

白光干涉3D形貌測量儀

　　2、干涉原理

　　白光干涉的基礎(chǔ)原理是兩束光的相干疊加。當(dāng)一束白光照射到待測物體的表面時(shí)，部分光波被物體表面反射，而部分光波會(huì)穿透物體表面或繞過物體的形貌結(jié)構(gòu)再反射回來。這兩部分光波在接觸到光學(xué)探測器時(shí)，會(huì)相互干涉，形成干涉條紋。

　　3、光程差與高度信息

　　通過分析不同波長的干涉條紋，我們可以計(jì)算出光程差。因?yàn)楣獠ㄔ诓煌叨鹊奈矬w表面反射時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不同的光程變化，進(jìn)而在成像平面上產(chǎn)生不同的干涉圖案。通過對(duì)干涉條紋的分析，能夠根據(jù)光程差推算出物體表面的高度變化。

　　白光干涉3D形貌測量儀通過結(jié)合白光干涉原理與光學(xué)成像技術(shù)，能夠在高精度、非接觸的情況下實(shí)現(xiàn)三維表面形貌的測量。它通過分析不同波長的光在表面上的干涉效應(yīng)，獲得光程差，從而推算出表面不同點(diǎn)的高度信息，進(jìn)而生成三維形貌圖。

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