白光干涉仪和台阶仪样品要求
干涉仪是利用干涉原理测量光程之差从而测定有关物理量的光学仪器。两束相干光间光程差的任何变化会非常灵敏地导致干涉条纹的移动,而某一束相干光的光程变化是由它所通过的几何路程或介质折射率的变化引起,所以通过干涉条纹的移动变化可测量几何长度或折射率的微小改变量,从而测得与此有关的其他物理量。测量精度决定于测量光程差的精度,干涉条纹每移动一个条纹间距,光程差就改变一个波长(~10-7米),所以干涉仪是以光波波长为单位测量光程差的,其测量精度之高是任何其他测量方法所无法比拟的。
台阶仪的测量原理是:当触针沿被测表面轻轻滑过时,由于表面有微小的峰谷使触针在滑行的同时,还沿峰谷作上下运动。触针的运动情况就反映了表面轮廓的情况。传感器输出的电信号经测量电桥后,输出与触针偏离平衡位置的位移成正比的调幅信号。经放大与相敏整流后,可将位移信号从调幅信号中解调出来,得到放大了的与触针位移成正比的缓慢变化信号。再经噪音滤波器、波度滤波器进一步滤去调制频率与外界干扰信号以及波度等因素对粗糙度测量的影响。那么台阶仪和干涉仪对样品的要求有哪些呢?
1、样品要求
白光干涉仪的对样品的要求:
1. 样品需平整;
2.样品尺寸不超过50*50mm就可以。
台阶仪的样品要求
1.样品尺寸最好10*10mm左右
2.最大扫描区域是600*400um,超过这个区域需要拼接。
2、测试范围
白光干涉仪:能够以优于纳米级的分辨率,非接触测量样品表面形貌的光学测量仪器,用于表面形貌纹理,微观结构分析,用于测试各类表面并自动聚焦测量工件获取2D,3D表面粗糙度、轮廓等一百余项参数。
台阶仪:测量薄膜厚度,样品形貌,表面粗糙度,翘度等信息。属于微米级别,最大范围0.5mm*0.5mm。
3、仪器特点
台阶仪不仅测量的精度十分高,并且量程也比较大,因此测量的结果可以说十分的稳定,也有着十分可观的重复性,但是由于测头和测件之间避免不了相互接触,因此长久以往,台阶仪的测头就十分容易变形,这也导致仪器使用一段时间后精度也会下降。由于测头的硬度很多时候都很高,因此并不适合精密的零件以及质软的表面等物体的测量工作。
白光干涉仪与台阶仪相比具有以下优点:一是非接触高精密测量,不会划伤甚至破坏工件;二是测量速度快,不必像探头逐点进行测量;三是不必作探头半径补正,光点位置就是工件表面测量的位置;四是对高深宽比的沟槽结构,可以快速而精确的得到理想的测量结果。随着白光干涉测量技术的发展和完善,白光干涉测量仪器已经得到了广泛的应用。在微电子、微机械、微光学等领域,白光干涉测量仪器可以提供更高精度的检测需求。
4、应用
白光干涉仪可广泛应用于半导体制造及封装工艺检测、3C电子玻璃屏及其精密配件、光学加工、微纳材料及制造、汽车零部件、MEMS器件等超精密加工行业及航空航天、国防军工、科研院所等领域中。可测各类从超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物体表面,从纳米到微米级别工件的粗糙度、平整度、微观几何轮廓、曲率等,提供依据ISO/ASME/EUR/GBT四大国内外标准共计300余种2D、3D参数作为评价标准。
台阶仪主要应用在金属材料、生物材料、聚合物材料、陶瓷材料等各种材料表面的薄膜厚度,台阶高度,二维粗糙度(Ra,Rq,Rmax...),三维粗糙度(Sa,Sq,Smax),划痕截面面积,划痕体积,磨损面积,磨损体积,磨损深度,薄膜应力(曲定量率半径法)等定量测量。
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