Sensofar 3D白光干涉共聚焦3D光學輪廓測量
表面形貌的微觀特征直接影響著零部件的光學性能、機械性能和使用壽命。因此，對表面進行三維尺度的精細測量成為許多行業的質量控制與工藝研究環節。白光干涉共聚焦顯微鏡，作為一種3D光學輪廓測量設備，在此背景下提供了一種測量途徑。
從技術原理上看，它同時利用了兩種光學機制。一是白光干涉測量：利用白光光源短相干性的特點，通過垂直方向掃描樣品，在每一個像素點尋找干涉條紋對比度最高的位置，該位置對應著零光程差，從而精確確定該點的表面高度。二是共聚焦顯微：通過照明針孔和探測針孔共軛，確保只有來自焦平面附近的光信號能高效通過并被探測器接收，這抑制了非焦面光線帶來的背景噪聲，提高了測量的信噪比和橫向分辨率。兩種技術的融合，使其在測量光滑、連續表面時能發揮干涉法的高垂直分辨率優勢，在測量粗糙、離散特征時又能借助共聚焦原理獲得更清晰的成像。作為一套3D光學輪廓測量系統，它通常由光源、干涉物鏡、精密垂直掃描臺、光譜儀或彩色相機以及控制分析軟件等部分組成。工作流程大致為：將樣品置于載物臺上，通過光學系統對焦；控制掃描臺帶動干涉物鏡或樣品臺進行垂直方向的精密步進掃描；在每一個掃描位置，相機采集一幅干涉圖像；掃描結束后，軟件對每個像素點的整個掃描序列的干涉信號進行處理，通過算法（如包絡線檢測、相位分析等）解算出該點的垂直高度；最終，所有像素點的高度數據合成一幅完整的三維形貌圖。這種測量方式的應用價值體現在多個方面。在汽車工業中，可用于測量發動機關鍵摩擦副零件（如缸套、活塞）的表面織構或磨損后的形貌變化，為優化潤滑設計提供參考。在顯示面板行業，用于測量OLED薄膜封裝層的表面平整度或微結構的高度。在學術研究中，物理、化學領域的微納結構制備與表征也常借助此類設備進行形貌驗證。與接觸式探針輪廓儀相比，它的主要優點在于非接觸和測量速度快，能進行面掃描而非線掃描。與激光共聚焦顯微鏡相比，它在垂直分辨率上通常具有優勢，且對光源相干性要求帶來的激光散斑噪聲不敏感。當然，不同原理的測量設備各有其適用的場景，用戶需根據樣品特性、測量參數要求和預算進行選擇。為了獲得可靠的測量數據，操作中需要注意一些事項。樣品準備方面，表面應保持清潔，避免灰塵、油污影響反射。對于透明或半透明樣品，可能需要在其背面進行涂黑處理以減少背面反射干擾。測量參數選擇方面，掃描步長、掃描范圍需要根據樣品表面起伏程度合理設置，以兼顧測量效率和精度。總而言之，白光干涉共聚焦顯微鏡是實現3D光學輪廓測量的一種有效工具。它通過非接觸的光學方式，能夠相對快速、全面地獲取樣品表面的三維形貌信息，并以直觀的圖像和量化的參數呈現出來。這為工藝改進、質量判定和科學研究提供了基于數據的決策依據。隨著智能化與自動化的發展，這類設備的操作流程可能進一步簡化，數據分析功能也將更加深入和定制化，以滿足不斷發展的應用需求。
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