表面粗糙度测量仪器发展与展望

近二十年来，精密和超精密加工技术行业对表面质量和性能的评价，提出了越来越高的要求，表面测量技术因此由传统的二维接触式向三维光学非接触式测量发展。

1）接触式测量 

接触式测量是从1927年就开始采用的传统粗糙度测量方法，其测量原理是：当驱动器带动传感器沿工件被测表面作匀速运动时，传感器的测针随工件表面的微观起伏作上下运动，测针的运动经过传感器转换为电信号的变化，电信号的变化再经过后期电路的处理和计算，得到工件表面粗糙度参数值。

 

中图仪器接触式粗糙度测量仪器主要有SJ57系列台式和SJ325便携式两种，可满足不同客户测量需求。

 

SJ5701粗糙度轮廓测量仪

 

SJ325便携式粗糙度仪

 

粗糙度三维光学测量主要有共聚焦显微测量和白光干涉测量两种。

 

2）共聚焦显微镜方法 

共聚焦显微镜包括LED光源、旋转多针孔盘、带有压电驱动器的物镜和CCD相机。LED光源通过多针孔盘（MPD）和物镜聚焦到样品表面上，从而反射光。反射光通过MPD的针孔减小到聚焦的部分落在CCD相机上。传统光学显微镜的图像包含清晰和模糊的细节，但是在共焦图像中，通过多针孔盘的操作滤除模糊细节（未聚焦），只有来自聚焦平面的光到达CCD相机。因此，共聚焦显微镜能够在纳米范围内获得高分辨率。 每个共焦图像是通过样品的形貌的水平切片，在不同的焦点高度捕获图像产生这样的图像的堆叠，共焦显微镜通过压电驱动器和物镜的精确垂直位移来实现。200到400个共焦图像通常在几秒内被捕获，之后软件从共焦图像的堆栈重建精确的三维高度图像。

 

3）白光干涉法 

白光干涉仪一直被用于测量表面形状的高精度工具，可以达到0.1纳米的超高分辨率，用来测量超高精度3D表面粗糙度，中图仪器SuperView W1系列已经广泛用于各科研院所、大专院校、光电企业、半导体芯片企业中。

 

SuperView W1白光干涉仪

 

SuperView W1白光干涉仪应用

 

依赖于十数年的技术沉淀和产品质量，中图仪器将持续给国内外客户提供更加多样性的表面粗糙度测量方案和设备。