白光干涉中的光學(xué)相移原理

一、基本原理

在白光干涉儀中，光源發(fā)出的光經(jīng)過擴(kuò)束準(zhǔn)直后，通過分光棱鏡被分成兩束相干光：一束作為參考光，另一束作為待測(cè)光。這兩束光在空間某點(diǎn)相遇時(shí)，會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，形成明暗相間的干涉條紋。干涉條紋的形態(tài)和位置取決于兩束光的相位差，而相位差則與它們經(jīng)過的光程差有關(guān)。

光學(xué)相移原理是通過多次等距改變參考光和待測(cè)光之間的光程差，實(shí)現(xiàn)干涉信號(hào)的相位調(diào)制。這種相位調(diào)制會(huì)導(dǎo)致干涉條紋的移動(dòng)或變化，通過測(cè)量干涉條紋的變化量，可以計(jì)算出相位差，進(jìn)而得到待測(cè)物體的相關(guān)信息。

二、相移算法

相移算法是實(shí)現(xiàn)光學(xué)相移原理的關(guān)鍵技術(shù)。它通過多次等距改變光程差，獲得多幅干涉圖，并從干涉圖組中提取出視場(chǎng)各位置處的干涉光強(qiáng)。然后，將這些光強(qiáng)代入相應(yīng)的相移算法公式中，計(jì)算出視場(chǎng)中各位置處的相位。最后，結(jié)合白光干涉信號(hào)的光強(qiáng)峰值，可以找到零光程差位置（ZOPD）的粗略位置，并計(jì)算得到樣品的相對(duì)高度信息。

常用的相移算法包括三步相移法、五步相移法等。這些算法通過不同的相位調(diào)制方式和數(shù)據(jù)處理方法，可以實(shí)現(xiàn)高精度的相位測(cè)量。

三、應(yīng)用

白光干涉中的光學(xué)相移原理廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和工業(yè)領(lǐng)域。在科學(xué)研究中，它可用于測(cè)量微小物體的長(zhǎng)度、形狀和表面質(zhì)量等；在工業(yè)領(lǐng)域，它可用于檢測(cè)機(jī)械零件的精度和表面狀態(tài)等。此外，白光干涉技術(shù)還可用于測(cè)量材料的折射率、厚度以及微納結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀等信息。

四、優(yōu)勢(shì)

白光干涉技術(shù)具有高精度、高靈敏度和非接觸式測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。它能夠?qū)崿F(xiàn)納米級(jí)別的測(cè)量精度，并且不會(huì)對(duì)被測(cè)物體造成損傷。此外，白光干涉技術(shù)還具有測(cè)量速度快、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，使得它在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

綜上所述，白光干涉中的光學(xué)相移原理是一項(xiàng)重要的干涉測(cè)量技術(shù)原理。它基于光的波動(dòng)性和相干性，通過改變光程差實(shí)現(xiàn)干涉信號(hào)的相位調(diào)制，進(jìn)而獲取待測(cè)物體的相關(guān)信息。這種原理在科學(xué)研究和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究?jī)r(jià)值。

TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀

一款可以“實(shí)時(shí)”動(dòng)態(tài)/靜態(tài) 微納級(jí)3D輪廓測(cè)量的白光干涉儀

1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復(fù)雜的問題，實(shí)現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描，亞納米精度下實(shí)現(xiàn)卓越的重復(fù)性表現(xiàn)。

2)系統(tǒng)集成CST連續(xù)掃描技術(shù)，Z向測(cè)量范圍高達(dá)100mm，不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率，為復(fù)雜形貌測(cè)量提供全面解決方案。

3）可搭載多普勒激光測(cè)振系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”3D輪廓測(cè)量。

實(shí)際案例

1，優(yōu)于1nm分辨率，輕松測(cè)量硅片表面粗糙度測(cè)量，Ra=0.7nm

2，毫米級(jí)視野，實(shí)現(xiàn)5nm-有機(jī)油膜厚度掃描

3，卓越的“高深寬比”測(cè)量能力，實(shí)現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開口寬度測(cè)量。