表面轮廓仪的应用-不同材料的电、磁和机械特征
表面轮廓仪、多波长及白光干涉测量
特定的环境下从具体的样
本中提取细节信息。很困难的;像测量横向和纵向移动及变形表面
,外,减少测量时间也往往是要优先考虑的。例如检测表面不规则
的MEMS器件通常是都要通过一块保护样本的玻璃来完成。此接触式
方法已经发展出了长、窄和更小曲率半径的针尖,以及更小施力和
新的移动方式,这样可以对更大范围的样品实现高精度且无损的测
量。原子力显微镜或者扫描探针显微镜探针间的相互作用技术提供
了越来越多的不同材料的电、磁和机械特性的信息。然而,由于这
些技术均是点对点的扫描技术,因此减少测量时间常常很关键。
在大范围高度测量中,光学方法不断地提高其垂直分辨率。近
年来,发展了许多测量更复杂样品的技术,那些样品由不同的材料
或透明涂层构成。已经开发出了很多算法来获取膜层的厚度和轮廓
测量信息,以及由于不同材料反射光的相位变化产生的修正信息。
此外,为了检测大型物体的形貌,新型的对振动不敏感的光学方法
正在被开发起来,用于检测大型物体的形貌。
我们预计目前新技术开发的趋势是继续提高纵向和横向范围及
分辨率。此外,为了增大应用空间,检测方法和系统都将继续改进
。例如,可预见的新应用包括:测量浸入液体中的样品的测量方法
;对含有难以达到的区域(如毫米尺度的小孔)的样本,如毫米尺度
的小孔;现场监测和测量。相关这些技术都在不断地发展。较后
,对于生物标本的测量,我们可能会常常用到光学相干断层扫描和
共焦显微镜技术。
光学三角测量
三角测量传感器探测由一束狭窄激光束照在物体上形成的背景
散射光反射光用一个位置敏感器件来探测。从传感器上光斑位置的
改变可以确定物体距离的变化。激光扫描和狭缝扫描都基于光学三
角测量。光学三角测量的原理可以用于接触式轮廓仪中,如探针轮
廓仪及用于探测扫描探针位置的原子力显微镜。
这类系统以光的传播作为测量工具,因为光速是一个已确定的
基本常数。通过计算光传输到物体并返回所用的时间来测量距离。
渡越时间法更适合测量长距离,这种方法用来测量地球到月球的距
离。加上一个扫描系统后,还可以获得航空地貌。