Sensofar白光干涉：不受反光材料的影響

一、干涉測(cè)量核心原理：光波干涉與形貌重建

S neox的干涉測(cè)量基于雙光束干涉原理：光源發(fā)出的光被分束器分為兩路，一路照射樣品表面，另一路照射參考鏡，反射后重新合并產(chǎn)生干涉條紋。樣品表面的高度差異導(dǎo)致光程差變化，進(jìn)而改變干涉條紋的相位與強(qiáng)度。通過分析條紋變化，系統(tǒng)可重建表面三維形貌810。

二、三類干涉模式的技術(shù)差異與應(yīng)用場(chǎng)景

1. 白光干涉模式（Coherence Scanning Interferometry, CSI）

原理：采用寬帶白光光源（低相干性），通過Z軸掃描捕捉干涉條紋包絡(luò)峰值位置，確定表面高度10。

優(yōu)勢(shì)：

抗環(huán)境干擾：低相干性抑制雜散光，適用于車間振動(dòng)環(huán)境（>100nm振動(dòng)幅度仍穩(wěn)定）8。

跨尺度測(cè)量：縱向分辨率保持1nm，適用于光滑至中等粗糙表面（Ra 0.01–10μm）410。

典型應(yīng)用：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體珩磨紋、增材制造金屬件粗糙度分析7。

2. 相位移干涉（Phase-Shifting Interferometry, PSI）

原理：使用單色光（高相干性），通過八部位移法（8-step phase-shifting） 分步引入固定相位差（通常每步 

π/2），求解高度相位方程10。

算法步驟：

plaintext

1. 采集8幅干涉圖（相位差遞增π/4）

2. 計(jì)算各點(diǎn)相位：φ = arctan[(I?-I?)/(I?-I?)]  

3. 解相位包裹，還原真實(shí)高度h = (λ/4π) * φ

優(yōu)勢(shì)：

亞埃級(jí)分辨率：系統(tǒng)噪聲<0.01 nm，適用于光學(xué)鏡面、晶圓超光滑表面210。

大視場(chǎng)兼容性：2.5倍物鏡下仍保持亞納米分辨率，支持12英寸晶圓全場(chǎng)測(cè)量4。

3. 擴(kuò)展相移干涉（EPSI）

創(chuàng)新融合：結(jié)合PSI高分辨率與CSI大掃描范圍優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)0.1nm分辨率+百微米級(jí)深度掃描10。

應(yīng)用場(chǎng)景：MEMS器件深槽結(jié)構(gòu)、醫(yī)用支架表面膜厚分布測(cè)量（1.5–100μm厚度范圍）710。

干涉模式技術(shù)對(duì)比表

模式分辨率適用表面掃描深度抗振能力

PSI<0.01 nm超光滑（Ra<0.1nm）幾微米低（需隔震臺(tái)）

CSI1 nm光滑-中等粗糙數(shù)百微米高

EPSI0.1 nm復(fù)雜形貌100 μm以上中高

三、Sensofar的干涉技術(shù)創(chuàng)新

參考鏡動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)環(huán)

10X/20X干涉物鏡內(nèi)置機(jī)械調(diào)節(jié)環(huán)，可微調(diào)參考鏡位置，消除多波長(zhǎng)光源的色散誤差，提升全光譜測(cè)量精度10。

實(shí)時(shí)環(huán)境補(bǔ)償算法（REC）

通過振動(dòng)傳感器與算法實(shí)時(shí)修正相位偏移，使CSI模式在普通車間環(huán)境（振動(dòng)>100nm）下保持納米級(jí)重復(fù)性，無需光學(xué)隔震平臺(tái)89。

三波長(zhǎng)干涉協(xié)同

紅/綠/藍(lán)三色LED分時(shí)照明，同步獲取形貌、膜厚、折射率分布及真彩色光學(xué)特征，單次掃描實(shí)現(xiàn)多物理場(chǎng)分析59。

四、工業(yè)場(chǎng)景實(shí)證

半導(dǎo)體晶圓缺陷檢測(cè)

挑戰(zhàn)：5nm線寬光刻膠側(cè)壁缺陷（0.15μm殘留）需非接觸檢測(cè)。

方案：PSI模式+150倍物鏡，識(shí)別側(cè)壁粗糙度（Sa<0.8nm），較SEM效率提升5倍9。

醫(yī)用植入物拋光工藝優(yōu)化

挑戰(zhàn)：CoCr股骨組件電解拋光后表面粗糙度量化。

方案：CSI模式測(cè)量DLyte工藝前后表面，Sa參數(shù)從0.12μm降至0.05μm，同步驗(yàn)證形狀公差保留（多焦面疊加技術(shù)）7。

航空航天葉片涂層分析

挑戰(zhàn)：鈦合金葉片86°傾角區(qū)域膜厚分布檢測(cè)。

方案：EPSI模式+Ai景深融合，42秒完成15×15mm區(qū)域掃描，厚度分辨率0.1μm69。

五、操作與精度保障策略

校準(zhǔn)溯源：出廠前經(jīng)ISO 25178標(biāo)準(zhǔn)樣塊校準(zhǔn)，附帶計(jì)量證書9。

智能軟件鏈：

SensoSCAN：自動(dòng)推薦物鏡/干涉模式組合（如檢測(cè)鏡面PSI）5。

SensoPRO：支持ISO 25178參數(shù)（Sa/Sq）自動(dòng)計(jì)算及容差報(bào)告37。

環(huán)境適應(yīng)性：LED光源壽命50,000小時(shí)（激光光源的6倍），避免散斑噪聲48。

結(jié)語：干涉測(cè)量的技術(shù)代際跨越

S neox的干涉體系以光波為尺、算法為眼，在PSI的亞埃級(jí)精度與CSI的工業(yè)魯棒性間取得平衡。其八部位移法的相位解析精度、EPSI的跨尺度能力，以及REC環(huán)境補(bǔ)償，共同構(gòu)成納米計(jì)量界的“干涉三角定律”。未來隨著計(jì)算光學(xué)迭代，干涉技術(shù)將從“形貌復(fù)現(xiàn)”邁向“工藝預(yù)測(cè)”，成為智能制造的微觀決策中樞

Sensofar白光干涉：不受反光材料的影響