与白光干涉仪相关的精度概念都有哪些

上期，小优博士讲述了常见的测量仪器/传感器的精度相关概念。

今天，小优博士为大家继续带来：

《和白光干涉仪相关的精度概念》

 

一、Z轴垂直精度相关概念
1、垂直分辨率：
测量表面高度差异时能够分辨的最小高度变化量。

 

2、RMS重复性：

多组SiC晶圆片Rq的标准偏差，一般取32组样本值偏离其平均值的平均程度的一种度量。

 

3、台阶重复性：

多次测量相同台阶或类似微结构时，得到的测量结果之间的一致性和稳定性程度。

台阶重复性=1σ台阶高标准差 / Hˉ

Hmax是样本的最大值

Hmin是样本的最小值

Hˉ 是样本的平均值

 

4、台阶准度：

多次测量相同台阶或类似微结构时，得到的测量结果之间的平均值和真实值的偏差。

台阶准度=|Hˉ -H_true|/H_true

H_true是台阶真值

Hˉ 是样本的平均值

Z轴垂直精度的高低、取决于如下几点：

• 光路设计、镜头畸变率、镜头相差；
• 光源的波长范围和稳定性；
• 数据采集的装置，例如：纳米级位移压电陶瓷和微米级位移电机；
• 采集和处理干涉条纹的图像处理算法。

 

二、XY横向精度相关概念

1、单视野时 XY横向精度相关概念：

 

1-1 相机像素

指的是相机传感器上的像素数目，它决定了相机能够捕捉到图像中细节的数量和精度。

每个像素代表图像中的一个点，其颜色和亮度信息由相机传感器捕捉和记录。

 

1-2 水平分辨率

指的是测量表面特征能够分辨的最小特征尺寸。

越高光学放大倍率，意味着更高的分辨率，可以捕捉更多的细节和更清晰的图像。

 

2、拼接视野时 XY横向精度相关概念:

拼接视野时，除了如上相机像素和水平分辨率外，引入了平台移动的精度和图像拼接精度。

 

2-1 定位精度

指系统能够将测量或定位对象准确地放置在期望位置的能力。

通常用于描述系统在XY平面内的位置偏差。

 

2-2 重复定位精度

指系统在多次重复测量或定位中，测量结果在XY平面上的一致性和稳定性。

重复定位精度好的系统能够在不同时间和条件下准确地重复相同的测量或定位。

好的定位精度&重复定位精度

一般的定位精度&重复定位精度

 

2-3 平台拼接精度

指的是在进行多个平台或系统的数据、图像或信息拼接时，所能达到的精确度和准确性水平。

一般通过空间精度（平台位置、旋转角的准确对齐）和图像处理算法保证。

好的空间精度

一般的空间精度

精确的算法

普通的算法

XY横向精度取决于如下几点：

1、相机像素

2、镜头倍率

3、XY平台及拼接图像处理算法

三、环境影响精度

除了仪器自身精度外，所处的使用环境同样也非常重要。

 

1、稳定的温、湿度控制：

白光干涉仪对温、湿度的稳定性要求较高，因为温、湿变化会影响光学元件的尺寸和折射率，从而影响干涉图样的稳定性和测量精度。

通常要求在在温、湿度变化较小的环境中操作。

 

2、低振动环境：

由于白光干涉仪对于光路的稳定性和相位测量的敏感性，要求在低振动的环境中使用，避免气流、建筑晃动、周边设备运转等引起的干扰。

 

 

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