共聚焦白光干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理與操作指南

　　一、結(jié)構(gòu)
 

　　共聚焦白光干涉儀(雖然通常直接稱為白光干涉儀，但“共聚焦”可能指的是其聚焦和測量過程中的一個(gè)特性)主要由以下幾個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)構(gòu)成：
 

　　照明光源系統(tǒng)：通常采用鹵素光源，其中心波長為576納米，光譜范圍從340納米到780納米。這一系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供穩(wěn)定、均勻的光源，用于后續(xù)的干涉測量。
 

　　光學(xué)成像系統(tǒng)：該系統(tǒng)采用無限遠(yuǎn)光學(xué)成像方式，由顯微物鏡和成像目鏡(或現(xiàn)代設(shè)計(jì)中可能采用的CCD相機(jī))組成。它負(fù)責(zé)接收從樣品和參考鏡反射回來的光線，并形成清晰的圖像或干涉條紋。
 

　　垂直掃描控制系統(tǒng)：由壓電陶瓷及控制驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，采用閉環(huán)反饋控制方法。該系統(tǒng)能夠精密驅(qū)動(dòng)顯微物鏡上下移動(dòng)，以便在測量過程中調(diào)整焦距和掃描范圍。其移動(dòng)范圍可達(dá)100mm，位置移動(dòng)精度高達(dá)0.1納米。
 

　　數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：這是儀器的核心部分，由計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號(hào)協(xié)處理器構(gòu)成。計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)采集一系列原始圖像數(shù)據(jù)，而數(shù)字信號(hào)協(xié)處理器則負(fù)責(zé)完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)解析和處理工作。
 

　　應(yīng)用軟件：提供操作控制、結(jié)果顯示及后處理功能。用戶可以通過軟件控制儀器的測量過程，并以三維立體、二維平面或斷面分布曲線等方式實(shí)時(shí)查看測量結(jié)果。此外，軟件還支持對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的修正和處理。
 

　　二、原理
 

　　白光干涉儀的測量原理基于光學(xué)干涉現(xiàn)象。光源發(fā)出的光經(jīng)過擴(kuò)束準(zhǔn)直后，通過分光棱鏡(或分光鏡)被分成兩束光：一束投射到被測樣品表面，另一束投射到參考鏡表面。兩束光分別從樣品和參考鏡表面反射回來，再次通過分光棱鏡后匯聚成一束光，并在CCD相機(jī)感光面上形成兩個(gè)疊加的像。由于兩束光的光程差不同，它們會(huì)在CCD相機(jī)上產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋。干涉條紋的亮度取決于兩束光的光程差，因此通過分析干涉條紋的明暗度及位置變化，可以解析出被測樣品的相對(duì)高度或三維形貌。
 

　　三、操作指南(以SuperView W1系列為例)
 

　　儀器準(zhǔn)備：確保儀器放置在干燥、清潔、無振動(dòng)的環(huán)境中。檢查各部件是否連接正確，光學(xué)零件是否清潔無污。
 

　　開機(jī)與初始化：打開儀器電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理軟件。根據(jù)軟件提示進(jìn)行初始化設(shè)置，包括選擇測量模式、設(shè)置掃描參數(shù)等。
 

　　樣品放置：將被測樣品放置在載物臺(tái)上，并調(diào)整樣品位置使其中心與載物臺(tái)中心重合。使用操縱桿或旋鈕調(diào)整鏡頭高度，找到清晰的干涉條紋。
 

　　測量設(shè)置：在軟件中設(shè)置好掃描方式和掃描范圍。根據(jù)需要選擇自動(dòng)或手動(dòng)測量模式，并設(shè)置相應(yīng)的測量參數(shù)。
 

　　開始測量：點(diǎn)擊軟件中的測量按鈕開始測量過程。儀器將自動(dòng)完成對(duì)焦、找條紋、掃描等操作，并實(shí)時(shí)顯示測量結(jié)果。
 

　　結(jié)果處理：測量完成后，軟件將顯示測量結(jié)果的三維立體圖、二維平面圖或斷面分布曲線。用戶可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析、修正和處理，如去除噪聲、平滑處理等。
 

　　關(guān)機(jī)與維護(hù)：測量結(jié)束后關(guān)閉儀器電源和軟件。定期對(duì)儀器進(jìn)行清潔和維護(hù)保養(yǎng)，確保儀器處于良好的工作狀態(tài)。
 

　　請(qǐng)注意，以上操作指南僅供參考，具體操作步驟可能因不同型號(hào)的白光干涉儀而有所差異。在實(shí)際操作中應(yīng)參考儀器隨附的操作手冊或聯(lián)系儀器制造商獲取詳細(xì)的操作指導(dǎo)。