顾耀宗/上海市计量测试技术研究院

第三十三讲 光切显微镜

1 结构和工作原理

光切显微镜其外形结构如图1所示，由基座、立柱、横臂、移动工作台、显微镜主体等组成。显微镜包括物镜和测微目镜。光切显微镜的物镜可根据被测件表面粗糙度的高低可换。通常轮廓的深度在30～80 μm时，采用7倍物镜；10～30 μm时，采用14倍物镜； 2～10 μm时，采用30倍物镜； 0.8～ 2 μm时，采用60倍物镜。小于

0.8 μm时，该仪器无法测量。

图1 光切显微镜外形结构图

光切显微镜以光切法工作原理测量表面粗糙度的轮廓峰高和谷深，其测量范围为

0.8 ～ 80 μm。所谓光切法，即以光带剖切表面获得截面轮廓曲线的方法。将一条细窄的光带（狭缝）以45°倾斜角投影到被测表面上，光带与表面相截的交线便反映出被测表面的微观不平度轮廓形状。这条光带影像，可以从对应于投影光带轴线的反射方向用显微镜观察。图2为光切显微镜工作原理示意图。

从光源发出的光线经聚光镜照亮狭缝，通过组合物镜把狭缝成像于被测表面上，形成一条细窄光带。投影狭缝像的显微镜光轴与被测表面法线成45°角，光带由表面反射进入观察镜管。表面轮廓的波峰在S点反射，波谷在S′点反射，通过与投影镜管相同的组合物镜，分别成像于观察显微镜的分划板的a点和a′点，测出这两点的距离N，便可求得峰谷深度h为

式中：M─ 显微镜放大倍率。

图2 光切显微镜工作原理示意图

图2中：h为工作表面微观不平度深度即峰谷深度；S1，S2为光带照明在被测件工作表面的峰谷点；……