使用光学分析测量高倾斜表面的形式

传统上，高倾斜表面的形式对于使用相干扫描干涉法（CSI）的光学分析仪的应用已经具有挑战性。高度倾斜的表面几乎存在于所有行业，如光学微透镜，机加工锥和亮度增强结构。

ZYGO基于csi的剖面仪运行Mx™软件，在信号检测和处理方面取得了进展，显著提高了从高斜坡表面获取有效地形数据的能力。

理论限制

一个给定的显微镜物镜的斜率能力的理论极限是基于透镜的数值孔径(NA):

Arcsin（NA）=最大角度验收

通常，高倍率透镜也是高Na透镜。斜率限制对NA的依赖性是关键，因为它表明单独的高倍率不足以获得最高可能的斜率分辨率。

例如，具有0.7 na的100倍物镜将具有44度的最大斜率接受。具有相同100倍放大率的0.85个物镜镜片的最大斜率接受58度，提高超过30％。

这个公式为镜面测试提供了一个最大的理论接受角度-一个在实践中很难达到的水平。当表面斜率增加并接近理论极限时，返回到干涉仪的光的强度会减弱。

这产生了低对比度干扰信号，其有时从来自干涉仪参考表面的背景照明几乎没有区别。该信号的弱性是CSI分析器面临难以测量高倾斜的镜面表面的主要原因。

在一些非镜面的情况下，由于表面的散射结构，理论极限可以超过50%以上。前面提到的100x 0.85 NA镜头可以在Nexview剖面仪的加工表面上测量高达87度的角度。

在一个光滑的表面上练习

一个矩形玻璃棒与极为尖锐的90度角被用作试样的例子测量。将杆置于v形块中，系统就会看到一个角的边缘，这样每个面都与干涉仪中的参考面成45度角。使用100x 0.85 NA物镜，运行Mx™软件的NewView™8000 profiler可以在大约15秒内毫无困难地测量这个表面(图1和图2)。

图1。石英棒与近90°角近的。

图2。在Nexview™上测得45°斜度。

将v型块旋转10度就可以得到一个角，这样一个表面就会倾斜55度，接近之前确定的58度的理论极限。干涉图样的信号强度被削弱到这样的程度，使用典型设置的测量无法检测到表面。然而，运行Mx™软件的分析器可以使用“动态降噪”技术来降低测量速度和降低信号噪声，从而可以检测到微弱信号。

该测量使用了6倍的降噪系数，在350秒内测量了表面(图3)。使用较小的降噪系数也可以检测到表面，但这可能会导致更多的数据丢失。

正确的动态降噪水平是数据密度和测量吞吐量之间的权衡。如果需要更详细的结构信息，则可以选择更高的降噪因子以最大化表面。

图3。石英棒倾斜10°，在56°处呈现一个表面。

在实践中粗糙的表面

当测量一个散射光的粗糙表面时，有可能绘制出比理论镜面极限高得多的表面角度。

一个例子是商业剃须刀刀片的边缘。叶片的表面坡度约为60度，然而它有一个非常独特的结构。就像玻璃棒的例子一样，表面可以使用旋转夹具倾斜得更远。

这在NEXVIEW™分析器上显示，刀片旋转，使表面具有86度的斜率。该测量的结果如图4所示。使用100×0.85纳米镜头和3倍动态降噪，在133秒内进行测量。

图4。商用剃须刀刀片的边缘测量显示可测量的表面坡度为86°。

结论和下一步

算法的进步和测量技术Zygo的CSI分析器运行MX™软件在测量陡坡方面提供了显着的改进。

在大多数情况下，测量能力靠近理论极限，并且在粗糙表面上可以超出限制。由于许多类型的表面的变化，Zygo指定提供比上面所示的示例中的更保守的性能的分析器。

这些新工具对于需要为形式和角度测量需要高斜率计量的应用方案非常强大。与竞争的非干涉测量方法相比，该工具可以在较短的时间内提供更远的定量计量数据，而没有对部件的损坏。

ZYGO推荐一个免费的应用评估，以检查这些改进是否能解决具体的坡度测量挑战。可以联系ZYGO分析器应用工程师进行评估或其他信息。

此信息已采购，审查和调整由Zygo Corporation提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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