工藝表面較高的粗糙度測量自動聚焦技術的應用
干涉儀外形測試
除距離測量外,也有許多干涉儀測量方法能用到工件的表面,它
們在具有高精度加工表面的工件,如光學元件的外面連續的傳播。它
們在機床工業中的應用受測量方法的固有的邊界條件限制,例如,振
動的靈敏度或工藝表面的比較高的粗糙度,這些造成了當用連續的光
照射時,會引起斑點,因此干擾了干涉儀的信號。
經過測試,根據測試工件的幾何構造,不同類型的干涉儀適用于
不同的地方附加的測量方法有基于繞射光學的應用(全息干涉儀)或適
用于光學粗糙表面(散斑干涉儀,白光干涉儀)的應用。
自動聚焦方式
自動聚焦方式允許以高分辨率逐點測量位移。為了實現這一點,
從激光二極管發出的光首先對準目標,然后用一個可移動透鏡投影到
測量物體的表面。通過控制位置,透鏡的位置被校正,使照明光束的
焦距落在測量物體的表面上。通過透鏡瞄準儀、分光器,把光線反射
回探測器的焦點上,從而能檢測到偏差。例如,與付科(勒特)方法一
致,由孔徑光闌和一個不同的光電二極管組成。如果測量物體在焦點
上,它很快在差值光電二極管的兩段間成像。否則,孔徑光闌引起投
影光的斑點只照亮兩段中的一個,從而導致模糊圖像,透鏡的位置可
被校正,在引導透鏡中的位置傳感器將獲得它的位置并提供測量信號
。通過掃描測量物體,可以實現對輪廓的二維或三維測量。
這種方法的好處是測量點橫向擴充較小(大致lμm),縱向分辨率
大致是10nm,不利的是小的工作距離(較大15mm)和測量范圍(較大300
μm),由于連續測量值的獲得,還有相對較長的測量時間。自動聚焦
系統用于測量小的構件的布局和粗糙度的度量(只在波狀的情況下)。