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白光干涉轮廓仪原理及应用探究

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:但是,由于光波振动的周期性,干涉光强中被相位调制的干涉项是被测相位的周期性函数。因此,这种方法仅能实现对应2π 弧度相位范围内光程的测量,超过此范围,干涉仪的输出将呈周期性变化,导致测量结果不唯一。为了克服上述缺点,人们研究和发展了一些扩大测量范围的方法,其中就包括白光干涉轮廓仪。其后美国Veeco 公司经过多年开发,推出了Veeco NT 系列光学轮廓仪。

白光干涉轮廓仪原理及应用探究

现代的干涉计量一般都用激光作为光源,这主要是由于激光的相干长度长,可以很容易得到干涉条纹。在表面形貌测量中,由于激光所形成的干涉条纹,各级次有着近乎相同的对比度和条纹宽度,一般用相移干涉法(PSI)对获得的多幅干涉条纹进行处理,并通过相应的相移算法得到被测面的三维形貌。但是,由于光波振动的周期性,干涉光强中被相位调制的干涉项是被测相位的周期性函数。因此,这种方法仅能实现对应2π 弧度相位范围内光程的测量,超过此范围,干涉仪的输出将呈周期性变化,导致测量结果不唯一。为了避免出现相位的不确定性,要求表面形貌的深度变化限定在一定范围内,造成测量范围小的缺点。为了克服上述缺点,人们研究和发展了一些扩大测量范围的方法,其中就包括白光干涉轮廓仪

1982年,美国Balasubramanian 提出白光干涉法测量表面形貌原理,1990年,美国斯坦福大学的Kino 等利用这一原理测试表面,设计了Mirau 干涉显微镜。其后美国Veeco 公司经过多年开发,推出了Veeco NT 系列光学轮廓仪。该系列的光学轮廓仪基于Mirau 干涉显微镜,采用了相移干涉、垂直扫描白光干涉或增强型垂直扫描白光干涉三种测量方式,实现对微观高度从0.1 nm 到数毫米的高精度测量。此外,美国ZYGO 公司也推出了基于类似方法的NewView 表面三维轮廓仪等。(www.xing528.com)

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