三維光學輪廓儀布魯克ContourX-200技術特點
三維光學輪廓儀ContourX-200的設計融合了特定的技術路徑,旨在滿足表面三維形貌測量的需求。了解其技術特點,有助于評估其與應用的匹配程度。
1. 基于白光垂直掃描干涉(VSI)原理:
這是其核心測量技術。利用白光短相干性,通過垂直掃描提取表面每一點的干涉信號包絡峰值來確定高度。這種方法具有以下特點:
非接觸與無損:wan 全光學測量,避免了對樣品表面可能造成的損傷。
垂直分辨率高:得益于對干涉峰值的精密探測,其垂直分辨率可達亞納米量級,適合測量微小的高度變化和超光滑表面。
測量速度較快:作為一種面掃描技術,它能一次性獲取整個視場的三維信息,單次測量通常在幾秒到幾十秒內完成(取決于掃描范圍和分辨率設置)。
對連續光滑表面測量效果好:特別適合測量鏡面、半鏡面以及具有微小臺階、薄膜等連續光滑表面。
2. 集成化的硬件與穩定結構:
干涉顯微物鏡:將干涉光路與顯微物鏡集成,是光學系統的核心。通常可配置多種倍率,以適應不同視場和分辨率需求。
高精度Z軸掃描器:采用壓電陶瓷或其它精密驅動器,實現納米級步進的垂直掃描,是保證垂直測量精度和重復性的關鍵。
穩固的機械平臺:設備結構設計注重剛性,旨在減少環境微小振動對干涉測量穩定性的影響。
電動樣品臺(可選):提供自動化的X-Y移動,便于多點測量、大區域拼接和批量檢測。
3. 全面的軟件分析套件:
配套軟件不僅是控制中心,也是強大的分析平臺。
直觀的三維可視化:提供多種渲染模式(偽彩色、陰影、等高線等)顯示三維形貌,支持任意旋轉和縮放。
標準化粗糙度分析:集成ISO 25178等國際標準的三維表面紋理參數計算,如Sa, Sq, Sz, Sdr等,提供量化評估依據。
豐富的幾何計量工具:包括點、線、面、體積、角度、臺階高度等多種測量功能。
數據后處理能力:提供調平、濾波、形狀去除、數據修補等工具,以優化數據質量。
自動化與批處理:支持創建測量配方(Recipe),實現多位置自動測量、數據自動分析和報告生成,提升重復性檢測效率。
4. 測量范圍與適應性:
垂直測量范圍:通常可從數毫米到小于1納米,能夠覆蓋從宏觀臺階到微觀起伏的多種高度變化。
橫向視場與分辨率:通過更換不同放大倍率的干涉物鏡,可以在大視場(低倍鏡)觀察和較小視場(高倍鏡)精細測量之間切換。橫向分辨率由物鏡的數值孔徑和光源波長決定。
樣品適應性:主要適用于有一定反射率的表面。對于極低反射率(如黑漆、某些聚合物)或透明樣品,可能需要表面處理(如噴鍍薄金屬層)來獲得足夠信號。對于非常粗糙的漫反射表面,干涉條紋對比度可能不足。
5. 兼顧研發與質檢的設計:
設備的設計既考慮了研發環境中對多樣品、多參數深入分析的需求(通過強大的軟件分析工具),也考慮了質檢環境中對速度、重復性和易用性的要求(通過自動化測量配方和報告功能)。
6. 可擴展性考慮:
部分型號或配置可能支持功能擴展,例如:
需要指出的是,設備的實際表現和應用效果受到樣品特性、環境條件、參數設置和操作規范的綜合影響。例如,測量高深寬比結構(深而窄的溝槽)的側壁,或透明薄膜的下表面形貌,可能存在挑戰,需要特定的測量技巧或配置。
總而言之,三維光學輪廓儀ContourX-200的技術特點集中體現在其基于白光干涉的高精度非接觸測量能力、集成穩定的硬件平臺、以及功能全面的軟件分析系統。這些特點使其成為表面三維形貌計量領域一個常見的技術選項,適用于多種需要對微觀表面進行量化表征的場景。
三維光學輪廓儀布魯克ContourX-200技術特點