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白光干涉仪:高精度三维表面形貌测量核心设备

来源: 深圳市世纪天源仪器有限公司

2026/7/27 17:22:21 42

  白光干涉仪是一种基于光学干涉原理的表面测量仪器,广泛应用于精密制造、半导体、光学元件等领域的表面形貌检测。其核心功能是通过分析白光干涉信号,获取被测表面的三维高度数据。


白光干涉仪.png



  ‌基本工作原理‌

  白光干涉仪利用宽光谱光源发出的白光,经分光后分别照射参考镜面与被测表面。两束反射光在相遇时产生干涉,由于白光相干长度较短,只有在光程差接近零的位置才会出现明显的干涉条纹。通过垂直扫描参考镜或被测样品,记录干涉信号强度随位置的变化,即可逐点计算出表面高度信息,最终重建出三维形貌图。

  ‌主要技术特点‌

  在垂直方向上,白光干涉仪通常可实现亚纳米级别的分辨率,横向分辨率则取决于物镜的数值孔径,一般在微米量级。测量过程为非接触式,不会对样品表面造成划伤或形变,适用于软质材料和精密光学件的检测。同时,单次测量可覆盖从纳米到毫米尺度的高度范围,具有较好的纵向测量动态范围。

  ‌典型应用场景‌

  在半导体行业,白光干涉仪用于晶圆表面平整度、薄膜厚度及刻蚀深度的测量。在光学加工领域,它被用来检测透镜、反射镜等元件的面形精度。此外,在材料科学研究中,研究人员借助该设备观察薄膜生长、磨损表面及微纳结构的形貌变化。

  ‌使用中的注意事项‌

  白光干涉仪对测量环境有一定要求,振动、温度波动和气流都可能影响干涉信号的稳定性。对于高反射率或高粗糙度表面,信号质量可能下降,需要选择合适的物镜或调整测量参数。

  总的来说,白光干涉仪作为一种成熟的光学计量工具,在表面形貌测量中发挥着稳定而实用的作用,是实验室和产线中常见的检测设备之一。

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