工艺表面较高的粗糙度测量自动聚焦技术的应用
干涉仪外形测试
除距离测量外,也有许多干涉仪测量方法能用到工件的表面,它
们在具有高精度加工表面的工件,如光学元件的外面连续的传播。它
们在机床工业中的应用受测量方法的固有的边界条件限制,例如,振
动的灵敏度或工艺表面的比较高的粗糙度,这些造成了当用连续的光
照射时,会引起斑点,因此干扰了干涉仪的信号。
经过测试,根据测试工件的几何构造,不同类型的干涉仪适用于
不同的地方附加的测量方法有基于绕射光学的应用(全息干涉仪)或适
用于光学粗糙表面(散斑干涉仪,白光干涉仪)的应用。
自动聚焦方式
自动聚焦方式允许以高分辨率逐点测量位移。为了实现这一点,
从激光二极管发出的光首先对准目标,然后用一个可移动透镜投影到
测量物体的表面。通过控制位置,透镜的位置被校正,使照明光束的
焦距落在测量物体的表面上。通过透镜瞄准仪、分光器,把光线反射
回探测器的焦点上,从而能检测到偏差。例如,与付科(勒特)方法一
致,由孔径光阑和一个不同的光电二极管组成。如果测量物体在焦点
上,它很快在差值光电二极管的两段间成像。否则,孔径光阑引起投
影光的斑点只照亮两段中的一个,从而导致模糊图像,透镜的位置可
被校正,在引导透镜中的位置传感器将获得它的位置并提供测量信号
。通过扫描测量物体,可以实现对轮廓的二维或三维测量。
这种方法的好处是测量点横向扩充较小(大致lμm),纵向分辨率
大致是10nm,不利的是小的工作距离(较大15mm)和测量范围(较大300
μm),由于连续测量值的获得,还有相对较长的测量时间。自动聚焦
系统用于测量小的构件的布局和粗糙度的度量(只在波状的情况下)。