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白光干涉仪结果怎么看,白光干涉仪测量原理及干涉测量技术的应用

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一、白光干涉仪结果怎么看

小编以W1系列白光干涉仪为例讲解其主要参数以及背后的含义。

物镜倍率

W1白光干涉仪有以下倍率可选

10×,(2.5×,5×, 20×,50×,100×)

物镜倍率越大,扫描视场越小,标配视场为0.98×0.98㎜,最大扫描视场为6×6mm。

2.5×,5×物镜适合比较光滑平坦的表面,10×及以上物镜适合粗糙有一定倾角的表面。

2.Z向扫描范围

W1白光干涉仪Z向扫描范围为10mm,扫描范围指出现干 涉条纹时镜头下表面 到样品表面的距离.

3.可测样品反射率:0.05%~100%

从透射率 非常高的透明玻璃 (光学透镜等)到 表面反射率极低的 黑色哑光(漫反射) 表面(或类似 A4 纸)均能正常重建 3D 图像测量。

4.仪器精度:0.3%

首先要理解精度 是个很宽泛的概念,用标准台 阶来衡量,仪器的精度就是 0.3%内;而用可测的绝对数值 来衡量,样品表面粗糙度为 0.1nm 时亦可测出,和原子力显 微镜能力相当,比同为光学仪 器的激光共聚焦检测能力高至 少一个量级,也远高于一般的 接触式轮廓粗糙度仪。

二、白光干涉仪的干涉仪的主要故障及检修

1、干涉环不圆正
原因:
(1)分光板膜层面反向。
(2)两组出射光瞳错位。
(3)分光板、补偿板、移动镜及参考镜有压应力。
检修方法:分光板膜层应是入射光的第二面,如装在第一面,则调出的等倾干圆涉环是直的椭圆形干涉环,可旋松分光板的三只宽头螺钉,取出分光板,反过180°重新装入金属框内,把三只宽头螺钉旋到原来的压紧力。分光板调整请参考故障检修方法。分光板,补偿板的宽头螺钉,移动镜及参考镜的调节滚花螺钉压紧力过大,使各镜片逐步变形产生等倾干涉圆环不规则,适当放松过紧的螺钉即可消除。
2、读数空位大于0.03mm
原因:
(1)传动螺母和丝杆的配合间隙大。
(2)拖板体下面的顶块间隙偏大。
(3)档板与导轨配合过松。
检修方法:可先调整顶块间隙,拖板体在工作状态下旋松顶块螺钉,左手大拇指将拖板体向读数头方向轻推,中指压紧顶块,然后固紧顶块螺钉。如果仍未达到要求,调整档板与导轨的间隙达0.02mm,再调节传动螺母上的两只螺钉(老产品有四只)。
3、转动粗动手轮时拖板不走。
原因:
(1)仪器受强烈冲击后,丝杆向尾架方向脱出,造成读数头啮合齿轮错位。
(2)传动小齿轮固紧螺母松动,造成传动小齿轮与丝杆打滑。
(3)大齿轮及粗动手轮的压紧螺母松动。
检修方法:首先检查粗动手轮压紧螺母,然后检查精密丝杆是否向尾架方向脱出,如已脱出,可松动尾架三只螺钉,一面将丝杆推向读数头,一面慢慢转动粗动手轮,最后旋紧尾架三只螺钉,如果是小齿轮固紧螺母和大齿轮固紧螺母松动,先拆去传动盒盖,再拆下门字架,固紧螺母,重新依次装配即可。
4、转动微动手轮时拖板不走。
原因:
(1)传动小齿轮压紧螺母松,使盆形弹簧片无压紧力,造成蜗轮空转。
(2)粗微动有脱开机构的干涉仪,蜗杆压紧弹簧片失灵。
(3)微动手轮压紧螺母松。
检修方法:先检查微动手轮的压紧螺母。然后打开传动盒盖,取下门字架,旋紧传动小齿轮压紧螺母,使盆形弹簧片压紧蜗轮,此时转动蜗轮应带动精密丝杆,依次装好拆下的另件。如果是脱开机构,应检查蜗杆拖板是否已被压死。如被压死,可拆下左右压块,清洗、上油(7101油脂)重新装配即可,如蜗杆拖板较松,说明蜗杆拖板的弹簧压力减小,(1)可拆下弹簧改小R增加弹性。(2)调换弹簧片。
5、转动粗动手轮时,等倾干涉环从中心向外漂移。
原因:入射的光源不垂直于移动镜。
检修方法:此种现象,并非仪器故障,主要是入射的光源不垂直于移动镜,因多数易误解为导轨直线性不好所致,故亦在此说明。首先调整干涉仪三只底脚调平螺钉,使仪器基本按放水平,然后调整光源,使扩束激光充满固定镜,将移动镜调至零光程附近,转动粗动手轮调等倾直条纹,说明扩束激光基本垂直于移动镜,此时转动粗动手轮出现的干涉圆环就不会漂移。
6、白光干涉条纹不对称。
原因:
(1)受运输冲击或使用过程中碰过分光板和补偿板两板平行度已被破坏。
检修方法:调整分光板与补偿板的平行性,在没有自准直仪时,可通过两板同时观察室内目标物。如日光灯,调节两板上的宽头螺钉,使双象基本重合,这时调出的白光彩色条纹可达到基本对称,如仍有不对称现象,可调节补偿板的三只宽头螺钉达到完全对称。
7、波长测定值偏长。
原因:
(1)拖板体测面弹簧片压力太紧。
(2)档板与导轨配合过紧。
(3)导轨面润滑油脂太厚。
(4)蜗轮稍有打滑。
(5)丝杆尾架压紧力偏小。
检修方法:先检查拖板体测面的弹簧片是否太紧,如太紧可将弹簧变形减少压力的办法解决。第二取下拖板体,检查开合螺母上的档板与导轨面的配合是否过紧,如过紧可调整档板,旋松两只螺钉,提高档板与导轨接触处垫入0.02mm厚的锡片,放下档板,固紧螺钉,拿掉锡片。第三导轨如加上厚的油脂,会使拖板增加阻尼或厚的油脂上带有杂质,会使拖板不按导轨直线移动。应清洗后重新上油。第四检查尾架内的弹簧,如压紧力偏小,可把滚花螺套旋出,将弹簧拉长即可。如遇蜗轮稍有打滑,检修时必须小心拆装,先拆下传动盒盖,拆下门字架,取下小钢球,旋下小齿轮压紧螺母,用专用夹具取下读数盘,平面轴承,盆形弹簧片、蜗轮等。在汽油中清洗、烘干,重新涂硬性润滑油脂(杭光3#或7107油脂),重新装配时可在平面轴承与读数盘之间加0.2mm的金属垫片,手感磨擦力有所增加后,依次重新装配,再进行测量检查。

白光干涉仪测量原理及干涉测量技术的应用

2024-12-13 15:13·中图仪器白光干涉仪测量原理

基本原理:白光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。光源发出的光经过扩束准直后经分光棱镜分成两束,一束光经被测表面反射回来,另一束光经参考镜反射,两束反射光最终汇聚并发生干涉。两束相干光间光程差的任何变化会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。通过测量干涉条纹的变化,就可以测量出被测表面的相关物理量。

白光的特点及优势:白光属于多色光,具有连续的光谱。与单色光干涉不同,白光干涉在一定光程差范围内会出现彩色的干涉条纹,并且只有在零光程差附近的极小范围内才会出现清晰的、对比度高的干涉条纹。这一特性使得白光干涉仪在测量时能够通过精确寻找零光程差位置来实现高精度的测量,对于微观形貌的测量具有独特的优势。

干涉测量技术的应用

1、在工业生产中的应用:

(1)半导体制造:在半导体芯片制造过程中,白光干涉仪可用于测量芯片表面的形貌、薄膜厚度、台阶高度等参数,对芯片的制造工艺进行监控和质量检测。例如,在光刻工艺后,可检测光刻胶的厚度和表面平整度;在刻蚀工艺后,可测量刻蚀深度和表面粗糙度,确保芯片的性能和可靠性。而具备双重防撞保护功能的白光干涉仪,在操作过程中更加安全可靠。Z轴上装有防撞机械电子传感器以及软件ZSTOP防撞保护功能,为精密的测量过程提供了双重保障,让用户在进行半导体制造的高精度测量时多一重安心。

(2)光学加工:用于光学镜片、透镜、棱镜等光学元件的表面形貌测量和质量检测。可以测量光学元件的表面粗糙度、曲率半径、面形精度等参数,帮助优化光学加工工艺,提高光学元件的质量。例如,在高精度光学镜头的制造中,白光干涉仪可以检测镜头表面的微观形貌,确保镜头的成像质量。有了双重防撞保护功能,能有效避免在测量过程中因意外碰撞对仪器造成的损坏,保证了光学加工领域持续稳定的高精度测量。

(3)汽车零部件制造:汽车发动机的缸体、活塞、气门等零部件的表面形貌和尺寸精度对汽车的性能和可靠性至关重要。白光干涉仪可以用于这些零部件的表面粗糙度、平面度、圆柱度等参数的测量,为汽车零部件的制造提供高精度的检测手段。其双重防撞保护功能更是为频繁的工业测量环境增添了一份安全保障,确保仪器在复杂的汽车零部件制造场景下稳定运行。

2、在科学研究中的应用:

(1)材料科学研究:研究材料的表面形貌、结构和性能之间的关系。例如,对于纳米材料、薄膜材料、复合材料等,白光干涉仪可以测量其表面形貌和厚度,分析材料的结构和性能。同时,还可以用于研究材料的摩擦磨损、腐蚀等表面现象,为材料的研发和应用提供重要的实验数据。具备双重防撞保护的白光干涉仪,能让科研人员在进行精密测量时无需过多担忧意外碰撞对仪器的损害,更加专注于材料科学研究。

(2)微机电系统(MEMS)研究:MEMS器件的尺寸通常在微米或纳米级别,其表面形貌和结构对器件的性能和可靠性有着重要的影响。白光干涉仪可以用于MEMS器件的表面形貌测量、结构尺寸测量、薄膜厚度测量等,为MEMS器件的设计、制造和性能评估提供重要的技术支持。而双重防撞保护功能为MEMS研究中的高精度测量提供了可靠保障,防止因意外碰撞导致仪器精度下降甚至损坏。

3、在其他领域的应用:

航空航天领域:在航空航天领域,白光干涉仪可用于飞机发动机叶片的表面形貌测量、飞机机身的表面平整度检测、卫星零部件的尺寸精度测量等,为航空航天设备的制造和维护提供高精度的检测手段。在这个对精度要求极高的领域,具备双重防撞保护功能的白光干涉仪能够确保测量过程的安全可靠,为航空航天事业的发展提供有力支持。

双重防撞保护,给精密测量多一份保障

白光干涉仪作为精密测量仪器,其双重防撞保护功能的重要性不言而喻。在各种复杂的测量环境中,无论是工业生产、科学研究还是其他领域,都可能面临意外碰撞的风险。而SuperViewW白光干涉仪防撞机械电子传感器和软件ZSTOP防撞保护功能的双重保障,能够有效地保护仪器免受损坏,确保测量结果的准确性和可靠性。这不仅为用户节省了维修成本和时间,更保证了工作的连续性和高效性,为各个领域的发展提供了坚实的技术支持。

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白光干涉仪现象
发布人:yy46425528 发布时间:2025-02-17