表面輪廓儀的應用-不同材料的電、磁和機械特征
表面輪廓儀、多波長及白光干涉測量
特定的環境下從具體的樣
本中提取細節信息。很困難的;像測量橫向和縱向移動及變形表面
,外,減少測量時間也往往是要優先考慮的。例如檢測表面不規則
的MEMS器件通常是都要通過一塊保護樣本的玻璃來完成。此接觸式
方法已經發展出了長、窄和更小曲率半徑的針尖,以及更小施力和
新的移動方式,這樣可以對更大范圍的樣品實現高精度且無損的測
量。原子力顯微鏡或者掃描探針顯微鏡探針間的相互作用技術提供
了越來越多的不同材料的電、磁和機械特性的信息。然而,由于這
些技術均是點對點的掃描技術,因此減少測量時間常常很關鍵。
在大范圍高度測量中,光學方法不斷地提高其垂直分辨率。近
年來,發展了許多測量更復雜樣品的技術,那些樣品由不同的材料
或透明涂層構成。已經開發出了很多算法來獲取膜層的厚度和輪廓
測量信息,以及由于不同材料反射光的相位變化產生的修正信息。
此外,為了檢測大型物體的形貌,新型的對振動不敏感的光學方法
正在被開發起來,用于檢測大型物體的形貌。
我們預計目前新技術開發的趨勢是繼續提高縱向和橫向范圍及
分辨率。此外,為了增大應用空間,檢測方法和系統都將繼續改進
。例如,可預見的新應用包括:測量浸入液體中的樣品的測量方法
;對含有難以達到的區域(如毫米尺度的小孔)的樣本,如毫米尺度
的小孔;現場監測和測量。相關這些技術都在不斷地發展。較后
,對于生物標本的測量,我們可能會常常用到光學相干斷層掃描和
共焦顯微鏡技術。
光學三角測量
三角測量傳感器探測由一束狹窄激光束照在物體上形成的背景
散射光反射光用一個位置敏感器件來探測。從傳感器上光斑位置的
改變可以確定物體距離的變化。激光掃描和狹縫掃描都基于光學三
角測量。光學三角測量的原理可以用于接觸式輪廓儀中,如探針輪
廓儀及用于探測掃描探針位置的原子力顯微鏡。
這類系統以光的傳播作為測量工具,因為光速是一個已確定的
基本常數。通過計算光傳輸到物體并返回所用的時間來測量距離。
渡越時間法更適合測量長距離,這種方法用來測量地球到月球的距
離。加上一個掃描系統后,還可以獲得航空地貌。