一.激光干涉
Yo0%5 noz xo{f"8}^ 1.原理
E:BEQ:(~L
'>FJk`iI :&$4&\_F 高頻的激光脈沖輸入下,依靠入射激光和反射激光的相位差來測(cè)量工件的瞬間位移變化,瞬間位移變化量的疊加可以描述工件輪廓的狀況。照射到工件表面光斑直徑保持為200微米左右,足夠大的參考光斑可以給干涉儀提供穩(wěn)定的參考信號(hào)。
oiAU}iK: u:H@]z(x 2.國內(nèi)外研究
6w{^S~rqo q|m8G 國內(nèi):四川大學(xué)激光應(yīng)用技術(shù)研究所, 周肇飛教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組 。
wP3PI.g-g 國外:美國的ZYGO ,WYKO 型的光干涉式輪廓儀, 英國NPL 的雙焦物鏡輪廓儀 。
Zrfp4SlZZ 9/C0DDb 3.干涉技術(shù)展望
M52kau ^EU&6M2 用于在線檢測(cè)的高分辨干涉測(cè)量設(shè)備由于要適應(yīng)直接放在精密機(jī)床上工作的較嚴(yán)酷條件, 又要調(diào)整快捷, 在靈敏度方面作了一定犧牲。不過, Ra 優(yōu)于0. 2nm 的分辨力對(duì)于超精密加工在線檢測(cè)已完全滿足要求并有一定儲(chǔ)備。如果確有更高的要求, 該領(lǐng)域尚有進(jìn)一步提高靈敏度的潛力, 基于同樣原理的實(shí)驗(yàn)室用輪廓儀已經(jīng)做到分辨力優(yōu)于0. 02nm。
cn ,zUG!-h N3^pFy` 4.一些干涉技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
lv9Ss-c4 E&0A W{ 噪聲當(dāng)量 Ra=0.08nm
&*g5kh{
6 .DJRY .FK'TG 重復(fù)性測(cè)試 2σ=0.5nm
}]sI?&xB
/1++ 8= (\FjbY9& 二、激光共焦 ;}IF'ANA YlOYgr^ 1.原理
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M0o=bYI 結(jié)合音叉與共焦原理而達(dá)到的一種非接觸的激光測(cè)量技術(shù)。
aA%$<ItH (1)從光源發(fā)出的激光光束透過一組以音叉上下快速振動(dòng)的物鏡而聚焦在目標(biāo)物表面。
'ntb.S) (2)反射光束離開目標(biāo)物表面回到傳感器,并且被一個(gè)半反射導(dǎo)向而收斂在光接受元件上的針孔。
q,d]i/T (3)當(dāng)激光光束聚焦于物體表面時(shí),有一組傳感器決定音叉的正確位置,從而計(jì)算出目標(biāo)物表面的距離。
18w[T=7) pPCxa#OV 2.技術(shù)優(yōu)勢(shì)
E=gD{1,? S6}_Z 適用范圍廣,不受目標(biāo)物表面顏色、光澤度和材料等情況的影響。
sAk~`(:4! 響應(yīng)速度快,由音叉的振動(dòng)頻率決定其響應(yīng)速度。
qM@][]j: @FkNT~OZ 3.國內(nèi)外相關(guān)研究
,)V*xpp f4s[R0l 國內(nèi):西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院激光紅外應(yīng)用技術(shù)研究所,趙宏教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組。
x[nv+n , 國外:日本的KEYENCE激光共焦位移計(jì)。
aGp <%d ?t)y/@eG 4.應(yīng)用
U._ U!U &{&lCBN 半導(dǎo)體器件在線裝配檢測(cè)
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)ACa0V>*p v)N6ZOj*C 三、激光三角法
pvy;L[c M;zRf3S 1.原理
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3D\.Sj% 用一束激光以某一角度聚焦在被測(cè)物體表面,然后從另一角度對(duì)物體表面上的激光光斑進(jìn)行成像,物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度不同,所接受散射或反射光線的角度也不同,用CCD光電探測(cè)器測(cè)出光斑像的位置,就可以計(jì)算出主光線的角度,從而計(jì)算出物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度。當(dāng)物體沿激光線方向發(fā)生移動(dòng)時(shí),測(cè)量結(jié)果就將發(fā)生改變,從而實(shí)現(xiàn)用激光測(cè)量物體的位移。
~2@U85"o T'XAcH 2.技術(shù)優(yōu)勢(shì)
$';'MoS 用CCD圖像傳感器作接收光和光電轉(zhuǎn)化元件制成的位移傳感器具有高精度、高響應(yīng)頻率、高抗干擾性以及測(cè)量距離較大等優(yōu)點(diǎn)。
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