關于白光干涉儀的常見提問及回答

原理相關

1、白光干涉儀的基本原理是什么：白光干涉儀的基本原理是利用光學干涉原理。光源發出的光經過擴束準直后經分光棱鏡分成兩束，一束光經被測表面反射回來，另一束光經參考鏡反射，兩束反射光最終匯聚并發生干涉。由于兩束光相互干涉，在CCD相機感光面會觀察到明暗相間的干涉條紋，干涉條紋的亮度取決于兩束光的光程差，根據白光干涉條紋明暗度以及干涉條紋出現的位置解析出被測樣品的相對高度。

2、為什么白光干涉儀只有在零光程差附近才能出現清晰條紋：白光屬于多色光，具有連續的光譜。與單色光干涉不同，白光干涉在一定光程差范圍內會出現彩色的干涉條紋，并且只有在零光程差附近的極小范圍內才會出現清晰的、對比度高的干涉條紋。這是因為不同波長的光在非零光程差時，干涉條紋的位置和強度變化復雜，相互疊加后導致條紋模糊，而在零光程差處，各波長的光干涉條紋重合，形成清晰的條紋，這一特性使得白光干涉儀在測量時能夠通過精確尋找零光程差位置來實現高精度的測量。

儀器構造相關

1、白光干涉儀主要由哪些部分構成：主要由光源及科勒照明系統、成像系統、圖像采集系統、垂直掃描系統、調整系統、干涉物鏡等組成。其中，干涉物鏡是核心組件，SuperViewW白光干涉儀不通倍率的鏡頭，適應于從超光滑到粗糙度各種表面類型的樣品。

2、各部分的作用是什么：

（1）光源及科勒照明系統：提供穩定的白光源，并使光線均勻照亮被測物體。

（2）成像系統：將被測物體的像清晰地成像在CCD相機的感光面上。

（3）圖像采集系統：通常采用CCD相機，負責采集干涉條紋圖像。

（4）垂直掃描系統：采用閉環反饋控制方式驅動顯微物鏡垂直移動，精確控制測量過程中的光程差變化，實現對樣品表面不同高度位置的掃描。

（5）調整系統：用于調整儀器的光路、物鏡等部件，使儀器達到最佳測量狀態。

（6）干涉物鏡：實現分光及參考光和測試光的光程匹配，最終形成雙光束干涉。

性能指標相關

1、白光干涉儀的分辨率有多高：白光干涉儀的垂直分辨率可以達到0.1nm，在3D檢測領域具有較高的精度，在同等系統放大倍率下檢測精度和重復精度通常高于共聚焦顯微鏡和聚焦成像顯微鏡。

2、測量范圍是多少：表面高度測量范圍一般為1nm至200μm，但不同型號的儀器可能會有所差異。

應用領域相關

1、白光干涉儀在半導體制造中有哪些應用：在半導體芯片制造過程中，可用于測量芯片表面的形貌、薄膜厚度、臺階高度等參數，對芯片的制造工藝進行監控和質量檢測。例如，在光刻工藝后，可檢測光刻膠的厚度和表面平整度；在刻蝕工藝后，可測量刻蝕深度和表面粗糙度，確保芯片的性能和可靠性。

2、在材料研究領域能發揮什么作用：對于納米材料、薄膜材料、復合材料等，可以測量其表面形貌和厚度，分析材料的結構和性能。同時，還可以用于研究材料的摩擦磨損、腐蝕等表面現象，為材料的研發和應用提供重要的實驗數據。

操作與維護相關

1、白光干涉儀的操作流程是怎樣的：一般先將被測物放置在載物臺夾具上，大致對準儀器下方；打開儀器電源和測量軟件，通過操縱桿或旋鈕調節鏡頭高度，找到干涉條紋；設置好掃描方式、范圍等參數；然后點擊開始按鈕，儀器自動進行掃描測量，測量完成后軟件自動生成3D圖像，最后對圖像進行數據分析。

2、如何對白光干涉儀進行日常維護：儀器應妥善放在干燥、清潔的房間內，防止振動；光學零件不用時，應存放在清潔的干燥盆內，避免發霉，必要時用備件毛刷小心撣去灰塵，再用脫脂清潔棉花球滴上酒精和yi mi混合液輕拭；傳動部件應有良好的潤滑，特別是導軌、絲桿、螺母與軸孔部分；使用時，各調整部位用力要適當；導軌面絲桿應防止劃傷、銹蝕。

與其他儀器對比相關

1、白光干涉儀和激光干涉儀有什么區別：

（1）光源：白光干涉儀使用白光源，具有連續光譜；激光干涉儀使用激光光源，相干性好，是單色光。

（2）干涉條紋：白光干涉儀產生的干涉條紋是彩色的；激光干涉儀產生的干涉條紋一般是單色的，非常清晰。

（3）測量精度和范圍：白光干涉儀在測量微觀形貌方面精度高，適用于從超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物體表面，測量范圍一般在納米到微米級別；激光干涉儀在測量大尺寸、長距離的位移和變形等方面精度高，相干長度長，測量范圍大。

（4）應用領域：白光干涉儀主要應用于半導體、3C電子、光學加工、微納材料等超精密加工行業及航空航天、科研院所等領域的微觀形貌測量；激光干涉儀主要應用于機床加工、精密測量、引力波探測等領域的高精度位移和長度測量。