张　瑜,陈宇琪,陈　磊（.南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 0094；.金智视讯技术有限公司,江苏南京 00）

一种便携式光学表面轮廓仪

张瑜1,陈宇琪2,陈磊1
（1.南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094；2.金智视讯技术有限公司,江苏南京 211100）

研究了一种基于短相干光相移干涉法的便携式光学表面轮廓仪,分析了短相干光干涉显微镜相移干涉技术,实现了基于该项技术的光干涉显微系统。采用光路集成化的设计方法,实现了一体化轮廓仪光路集成,优化了机械三维调整测量台,实现了可用于大、小口径元件表面测量的正置、倒置两种测量模式。测试结果表明,仪器的粗糙度测量精度为0.1 nm,重复性误差优于0.01 nm,横向分辨率优于1μm。

短相干光相移干涉；表面轮廓；干涉显微镜；粗糙度

引 言

轮廓仪可以分为接触式和非接触式,最典型的接触式轮廓仪是触针式轮廓仪,它能够测量平面、球面、非球面等多种形状的表面轮廓［1］。触针式轮廓仪发展很早,目前国内外均有成熟的产品,英国TaylorHobson公司生产的PGI 1240轮廓仪的分辨率优于0.8 nm,德国Nanoscan轮廓仪产品的分辨率优于0.6 nm。该类仪器具有量程大和精度较高的特点,但触针会不可避免地对表面产生一定的损伤,且需要大量的扫描时间,测量效率较低。非接触式可以分为扫描显微镜和光学轮廓仪,其中光学类又可分为光学探针法、偏振相移干涉法、显微干涉测量法等。与其他光学技术相比,干涉显微镜的放大倍数和分辨率较高,可以获得直观的表面轮廓信息,检测效率和检测精度都较为理想。……