西双版纳三维轮廓仪

表面三维微观形貌测量意义      在生产中，表面三维微观形貌对工程零件的许多技术性能的评价具有直接的影响，而且表面三维评定参数由于能较全面、较真实地反映零件表面的特征及衡量表面的质量而越来越受到重视，因此表面三维微观形貌的测量就越显重要。通过对三维形貌的测量可以比较全面地评定表面质量的优劣，进而确认加工方法的好坏及设计要求的合理性，这样就可以反过来通过指导加工、优化加工工艺以加工出高质量的表面，确保零件使用功能的实现。        表面三维微观形貌的测量方法非常丰富，通常可分为接触式和非接触式两种，其中以非接触式测量方法为主。下面介绍其中一种近年来**上研究比较多的、发展也相对比较成熟的技术：扫描白光干涉法测量表面三维微观形貌技术。白光干涉扫描原理      在利用白光干涉测量表面三维形貌的过程中，对于被测表面上某一点来说，为了定位其零光程差位置，必须采用某种扫描方式改变参考镜或者被测表面的位置，以此来获得该点光强变化的离散数据，然后依据白光干涉的典型特征来判别并提取佳干涉位置。因此称这种方法为扫描白光干涉测量法。      光学系统可采用基本的Michelson式干涉仪结构，只是在参考镜后安装有微驱动装置．而被测表面代替了另一个反射镜。测量时通过计算机控制徽驱动装置的进给带动参考镜的进给，这样被测样本表面的不同高度平面就会逐渐进入干涉区，如果在充足的扫描范围内进给，被测样本表面的整个高度范围都可以通过佳干涉位置。将每步的干涉图样由图像传感器(CCD摄像头)采集，视频信号通过图像采集卡转换成数字信号并存储于计算机内存中，利用与被测面对应的各像素点相关的干涉数据，基于白光干涉的典型特征，通过采用某种佳干涉位置识别算法对干涉图样数据进行分析处理，提取出特征点位置（佳干涉位置J，进而就很容易得到各像素点的相对高度，这样便实现了对三维形貌的测量。三维轮廓仪的应用领域： 工业精密制造领域：• 食品安全在线检测• 微电子集成电路表面形貌在线检测• 印刷电路板品质检测• 零件器件表面划痕损伤检测• 微机械精加工质量控制，如钟表，微机械器件等• 电子产品零件在线监控，如手机，笔记本电脑，平板等• 微流体器件三维形貌检测  航空航天精密部件的检测精密管控测量• 在线检测设备集成• 证件防伪，安检科研：• MEMS器件• 微机械零件表面形貌观察和测量• 微光学器件（太赫兹、红外、微波、天线阵列）三维形貌表征• 生命科学：生物组织/生物体的 三维形貌测量• 侦查取证：表面划痕观察，微小证据三维形貌快速表征三维轮廓仪背测式载物台设计和两种测量模式的开发 在应用光机电算集成化技术的基础上，本作品的载物台采用背测式结构，即载物台位于被测表面与物镜之间，物镜通过载物台通光孔检测样品表面形貌信息。同类仪器采用试件非工作面定位测量方式，这种方式存在重复性差、稳定性低的难题。本作品不仅克服了以上难题，而且打破了对被测样品横向尺寸的限制。采用正置测量模式时，完成小口径元件的检测；采用倒置模式时，完成大口径元件的检测。三维轮廓仪具体研究成果体现在以下几个方面： (1)    短相干光干涉条纹的定位技术 LED短相干光与激光相比具有较短的干涉波列长度，消除了干涉显微系统中难以避免的激光散斑干扰，提高了成像质量。但干涉波列长度的减短导致获取干涉条纹遇到困难，要求被测表面的定位精度必须接近1微米。

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