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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 白光干涉儀在光學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用 [打印本頁]

作者: 清楓尚 時(shí)間: 2018-7-17 18:14
標(biāo)題: 白光干涉儀在光學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用
引言：
　　光學(xué)，一門古老又現(xiàn)代的學(xué)科，伽利略借助光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，研究了天體運(yùn)動(dòng)；生物學(xué)家借助光學(xué)顯微鏡，觀察到了細(xì)胞結(jié)構(gòu)；人類借助相機(jī)鏡頭，留住了無數(shù)難忘的瞬間。光，無可觸摸，卻又無處不在，借助光學(xué)，我們能直接感受和探索未知的世界，而作為光的載體，各種光學(xué)器件在其中承擔(dān)著重要的角色，借助中圖儀器白光干涉儀，我們可以對(duì)光學(xué)器件進(jìn)行嚴(yán)格的表面質(zhì)量檢測(cè)。
　　光學(xué)器件，例如各種光學(xué)鏡片和玻璃，屬于超精密加工的產(chǎn)物，因此其表面質(zhì)量等級(jí)都非常高，會(huì)劃傷表面的接觸式輪廓儀出師未捷身先死，由于其高透明度，一般的非接觸式光學(xué)影像方法也束手無策，而中圖儀器利用光學(xué)干涉原理研制而成的SuperView W1光學(xué)3D表面輪廓儀，能完美解決這兩個(gè)難題，為光學(xué)鏡片和玻璃的表面質(zhì)量檢測(cè)提供了標(biāo)準(zhǔn)解決方案。

光學(xué)透鏡檢測(cè):
　　在可見光領(lǐng)域，球面透鏡是一種基礎(chǔ)的光學(xué)器件，其表面粗糙度和曲率半徑都關(guān)系著光的傳播效果，光學(xué)3D表面輪廓儀可以一次完成這兩項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)；

剖面輪廓曲線

　　上圖為某型號(hào)雙膠合透鏡，取透鏡上表面進(jìn)行檢測(cè)，得其粗糙度小于1nm，曲率半徑為61.2mm左右，與理論值61.5mm僅差0.3mm左右，考慮到光學(xué)透鏡的加工容許誤差為2%，因此所測(cè)值與理論相符。
藍(lán)寶石玻璃檢測(cè):
　　藍(lán)寶石俗稱剛玉，主要成分是氧化鋁（Al?O?），由于其優(yōu)良的物理和化學(xué)特性，常用于制成各種光學(xué)元件，如攝像頭保護(hù)玻璃、表鏡、窗口片、棱鏡等。一般加工出來的藍(lán)寶石玻璃分為單面拋光和雙面拋光兩種，拋光程度——也就是表面粗糙度直接決定了其表面質(zhì)量等級(jí)，下圖為一片單面拋光藍(lán)寶石玻璃的光面和糙面的粗糙度檢測(cè)圖像及數(shù)據(jù)。

　　如上圖所示，光面的粗糙度曲線顯示，光面上分布的凸點(diǎn)只有1nm左右的高度起伏，其表面粗糙度為0.1nm左右，而糙面的高度起伏則達(dá)到了3.2um，表面粗糙度則為500nm左右。
玻璃屏檢測(cè):
　　玻璃屏常見于我們?nèi)粘Ｋ玫闹悄墚a(chǎn)品中，例如智能手機(jī)、智能手表，還有平板電腦等，為了獲得更好的觸屏體驗(yàn)，需要對(duì)玻璃屏的表面粗糙度和微觀輪廓進(jìn)行檢測(cè)。以手機(jī)玻璃屏為例，說明光學(xué)3D表面輪廓儀在其中的應(yīng)用：

　　如上圖，選取的測(cè)量區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一條寬6um，深6nm的肉眼無法觀測(cè)到的劃痕，玻璃屏表面的粗糙度在1nm附近。
玻璃表面臺(tái)階檢測(cè):
　　下圖為透明玻璃表面鍍的一層金屬膜，需要測(cè)膜層的厚度，由于其非透明的特性，薄膜測(cè)厚儀無法進(jìn)行測(cè)量，而由于其膜層厚度精度在納米級(jí)別，接觸式的臺(tái)階儀和其它的非接觸式光學(xué)儀器也存在測(cè)量誤差較大的風(fēng)險(xiǎn)，而以光學(xué)干涉原理為基礎(chǔ)研制成的中圖儀器光學(xué)3D表面輪廓儀，以其亞納米級(jí)別的測(cè)量精度，則可對(duì)該膜層厚度進(jìn)行精確測(cè)量。

　　上圖是利用軟件的自動(dòng)面臺(tái)階高檢測(cè)功能對(duì)重建的3D圖像兩臺(tái)階高進(jìn)行檢測(cè)，從數(shù)值可知，兩臺(tái)階面平均高度差為82nm，而最大高度差90nm，最小高度差為78nm。
　　投之以桃，報(bào)之以李，中圖儀器光學(xué)3D表面輪廓儀作為一款光學(xué)檢測(cè)儀器，受益于光學(xué)行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，也必將為光學(xué)行業(yè)的進(jìn)一步提升貢獻(xiàn)自己的力量。

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