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[技术] 浅析中图仪器白光干涉仪在光学行业中的应用

szzhongtu5 发表于 2018-6-8 16:13:59 | 显示全部楼层 |阅读模式 [复制链接]
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引言:
  光学,一门古老又现代的学科,伽利略借助光学望远镜,研究了天体运动;生物学家借助光学显微镜,观察到了细胞结构;人类借助相机镜头,留住了无数难忘的瞬间。光,无可触摸,却又无处不在,借助光学,我们能直接感受和探索未知的世界,而作为光的载体,各种光学器件在其中承担着重要的角色,借助中图仪器白光干涉仪,我们可以对光学器件进行严格的表面质量检测。
  光学器件,例如各种光学镜片和玻璃,属于超精密加工的产物,因此其表面质量等级都非常高,会划伤表面的接触式轮廓仪出师未捷身先死,由于其高透明度,一般的非接触式光学影像方法也束手无策,而中图仪器利用光学干涉原理研制而成的SuperView W1光学3D表面轮廓仪,能完美解决这两个难题,为光学镜片和玻璃的表面质量检测提供了标准解决方案。
file:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png
光学透镜检测:
  在可见光领域,球面透镜是一种基础的光学器件,其表面粗糙度和曲率半径都关系着光的传播效果,光学3D表面轮廓仪可以一次完成这两项参数的检测;
剖面轮廓曲线

  上图为某型号双胶合透镜,取透镜上表面进行检测,得其粗糙度小于1nm,曲率半径为61.2mm左右,与理论值61.5mm仅差0.3mm左右,考虑到光学透镜的加工容许误差为2%,因此所测值与理论相符。
蓝宝石玻璃检测:
  蓝宝石俗称刚玉,主要成分是氧化铝(Al₂O₃),由于其优良的物理和化学特性,常用于制成各种光学元件,如摄像头保护玻璃、表镜、窗口片、棱镜等。一般加工出来的蓝宝石玻璃分为单面抛光和双面抛光两种,抛光程度——也就是表面粗糙度直接决定了其表面质量等级,下图为一片单面抛光蓝宝石玻璃的光面和糙面的粗糙度检测图像及数据。
file:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.pngfile:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.jpg
file:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.png
  如上图所示,光面的粗糙度曲线显示,光面上分布的凸点只有1nm左右的高度起伏,其表面粗糙度为0.1nm左右,而糙面的高度起伏则达到了3.2um,表面粗糙度则为500nm左右。
玻璃屏检测:
  玻璃屏常见于我们日常所用的智能产品中,例如智能手机、智能手表,还有平板电脑等,为了获得更好的触屏体验,需要对玻璃屏的表面粗糙度和微观轮廓进行检测。以手机玻璃屏为例,说明光学3D表面轮廓仪在其中的应用: file:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.pngfile:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.png
file:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.png
  如上图,选取的测量区域发现了一条宽6um,深6nm的肉眼无法观测到的划痕,玻璃屏表面的粗糙度在1nm附近。
玻璃表面台阶检测:
  下图为透明玻璃表面镀的一层金属膜,需要测膜层的厚度,由于其非透明的特性,薄膜测厚仪无法进行测量,而由于其膜层厚度精度在纳米级别,接触式的台阶仪和其它的非接触式光学仪器也存在测量误差较大的风险,而以光学干涉原理为基础研制成的中图仪器光学3D表面轮廓仪,以其亚纳米级别的测量精度,则可对该膜层厚度进行精确测量。
file:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image040.pngfile:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image042.pngfile:///C:/Users/ztxs006/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image044.png
  上图是利用软件的自动面台阶高检测功能对重建的3D图像两台阶高进行检测,从数值可知,两台阶面平均高度差为82nm,而最大高度差90nm,最小高度差为78nm。
  投之以桃,报之以李,中图仪器光学3D表面轮廓仪作为一款光学检测仪器,受益于光学行业的进步与发展,也必将为光学行业的进一步提升贡献自己的力量。

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