光学轮廓仪设备参数
马尔接触式面形轮廓仪LD 130与LD 260 性能及规格参数
4 M a rS u r f LD 130 / L D 26 0
衍射面测量 衍射面分析
• • • •
分析衍射区宽度以及高度 分析以及剔除基础轮廓（球面, 非球面, 平面） 对每一个衍射区输出带有公差的参数: 角度, 高度, 形状误 差, Pt, … 数据导出用于生产设备修正
非连续轮廓的 2D和3D测量
MarSurf LD 130 非球面 / LD 260 非球面 非球面定义
一个非球面表面是从一个球面偏离出来的折射或反射面. 对于一个 基于锥体的非球面表面中, 矢量 Z（对应横向坐标上 的垂直坐标）的数学描述可以是以下等式
描述
现在越来越多的光学系统都要求一个紧凑的系统设计, 例如： 变焦镜头, DVD 光头以及手机照相机镜头等. 为了达到这个目 的, 在传统球面镜头的基础上, 光学行业正在向生产非球面镜头 转变. 在Mahr的轮廓测量单元中, 评价程序可以分析非球面表面形貌, 实际测得的数据将在软件中与已经定义好的名义数据进行比较 与计算, 进而得到我们所需要的差值结果. 误差结果可以各种机器可读的格式进行输出, 方便生产设备进行 工艺调整（闭环控制. 相比较激光干涉仪而言，测针式的测量可以将 2D和3D的测量 都应用在较粗糙的光学表面上，这样就可以在生产的初期实现 测量与补正(研磨).
• 旋转对称的物体如球面, 非球面, 锥面等都可以一个系统内完
增加的灵活性
测量, 没有任何附加投资! • 超大测量范围 400 mm • 快速的测量速度与动力 (大镜头可高达10 mm/s 小镜头可慢至 0.02 mm/s) • 驱动器可旋转角度 (+ / - 45°) • 测针全自动定位 新型的测头系统 – 仿生学设计的测臂 LP D 系列 • 高效动力来自于加强的刚性与避震性, 以及降低的惯性: 新: - 优化的机械设计 - 创新性的材料选择 • 测臂集成芯片: - 感知与识别测臂 - 核实正确的安装位置 - 测臂直接提供校准数据
sensofar量测结果
sensofar量测结果
sensofar光学轮廓仪作为一台具有高性能的3D 测量设备，超越了现有的一切光学轮廓仪。
sensofar 光学轮廓仪结合了三大技术——共聚焦（适用于高斜率表面）、干涉（有高的垂直分辨率）和多焦面叠加（在短短几秒内测量形貌特征），将三大技术集于一体，且不用任何运动部件。
共聚焦
共聚焦轮廓仪能测量从较光滑到非常粗糙的表面，空间采样精细至0.10 μm，是关键尺寸测量的理想选择。
高数值孔径（0.95）和高放大倍率（150X）的物镜可用于测量局部斜率超过70°的光滑表面以及斜率高达86°的粗糙表面。
sensofar的共聚焦算法能实现纳米级的垂直方向重复性。
干涉
白光干涉（VSI）能测量从光滑到适度粗糙的表面，可在所有数值孔径下实现纳米级的垂直分辨率。
因此，S neox 能使用所有可用的放大倍率在不影响高度分辨率的情况下显示三维形貌特征。
相位差干涉（PSI）能测量非常光滑和连续的表面，可在所有数值孔径下实现纳米级的垂直分辨率。
用极小的放大倍率
（2.5X）能在不影响高度分辨度的情况下采集较大的视场范围。
多焦面叠加
多焦面叠加是设计用于测量大面积粗糙表面的光学技术。
sensofar 采用该方法专门用于补足放大倍率较低的共聚焦测量。
该技术的亮点包括高斜率表面（高达86°）、快的测量速度（mm/s）和较大的垂直扫描范围。
这些特性的结合十分适用于工具加工的应用。
光学轮廓分析实验报告
实验名称：光学轮廓分析实验日期：2023年X月X日实验地点：光学实验室实验目的：1. 了解光学轮廓分析的基本原理和实验方法。
2. 掌握使用光学轮廓仪进行表面形貌测量的操作步骤。
3. 分析测量结果，评估样品表面的几何特征。
实验仪器：1. SuperView W1光学3D表面轮廓仪2. 样品（半导体芯片、光学元件等）3. 计算机4. 数据处理软件实验原理：光学轮廓分析是利用光学干涉原理对样品表面进行非接触测量，从而获得样品表面的三维形貌信息。
SuperView W1光学3D表面轮廓仪采用白光干涉技术，以优于纳米级的分辨率，测试各类表面并自动聚焦测量工件获取2D，3D表面粗糙度、轮廓等一百余项参数。
实验步骤：1. 将样品放置在载物台镜头下方，确保样品表面与镜头平行。
2. 检查电机连接和环境噪声，确认仪器状态。
3. 使用操纵杆调节Z轴，找到样品表面干涉条纹。
4. 微调XY轴，找到待测区域，并重新找到干涉条纹。
5. 完成扫描设置和命名等操作。
6. 点击开始测量，进入3D视图窗口旋转调整观察。
7. 台阶样品分析：校平样品表面，选择基准区域，进行排除和包括操作。
8. 台阶高度测量：进入分析工具界面，点击台阶高度图标，获取自动检测状态下的面台阶高度相关数据。
9. 手动检测：根据需求选择合适的形状作为平面1和平面2的测量区域，数据栏可直接读取两个区域的面台阶高度。
实验结果：1. 通过实验，成功获取了样品表面的三维形貌信息。
2. 利用数据处理软件对测量结果进行分析，得到了样品表面的粗糙度、轮廓等几何特征。
3. 对比样品表面的实际几何特征，实验结果与预期相符。
实验讨论：1. 光学轮廓分析具有非接触、高精度、高分辨率等优点，在精密加工、材料分析等领域具有广泛的应用。
2. 实验过程中，样品表面干涉条纹的观察和调整是关键步骤，需要操作者具备一定的经验。
3. 在台阶样品分析中，基准区域的选取对测量结果有较大影响，需要根据实际情况进行选择。
SuperView W1光学3D表面轮廓仪粗糙度分析操作步骤
SuperView W1光学3D表面轮廓仪粗糙度分析操作步骤
SuperView W1光学3D表面轮廓仪是一款用于对各种精密器件及材料表面进行亚纳米级测量的检测仪器。
它是以白光干涉技术为原理、结合精密Z向扫描模块、3D建模算法等对器件表面进行非接触式扫描并建立表面3D图像，通过系统软件对器件表面3D图像进行数据处理与分析，并获取反映器件表面质量的2D、3D参数，从而实现器件表面形貌3D测量的光学检测仪器。
SuperView W1光学3D表面轮廓仪粗糙度分析操作步骤：
1.将样品放置在夹具上，确保样品状态稳定；
2.将夹具放置在载物台上；
3.检查电机连接和环境噪声，确认仪器状态；
4.使用操纵杆调节三轴位置，将样品移到镜头下方并找到样品表面干涉条纹；
5.完成扫描设置和命名等操作；
6.点击开始测量（进入3D视图窗口旋转调整观察一会）；
7.进入数据处理界面，点击“去除外形”，采用默认参数，点击应用获取样品表面粗糙度轮廓；
8.进入分析工具模块，点击参数分析，直接获取面粗糙度数据，点击右侧参数标准可更换参数标准，增删参数类型；
9.如果想获取线粗糙度数据，则需提取剖面线；
10.进入数据处理界面，点击“提取剖面”图标，选择合适方向剖面线进行剖面轮廓提取；
11.进入分析工具界面，点击“参数分析”图标，点击右侧参数标准，勾选所需线粗糙度相关参数，即可获取线粗糙度Ra数据。
美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪
美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪一、 产品简介美国NANOVEA公司是一家全球公认的在微纳米尺度上的光学表面轮廓测量技术的领导者，生产的三维非接触式表面形貌仪是目前国际上用在科学研究和工业领域最先进表面轮廓测量设备，采用目前国际最前端的白光轴向色差原理（性能优于白光干涉轮廓仪与激光干涉轮廓仪）对样品表面进行快速、重复性高、高分辨率的三维表面形貌、关键尺寸测量、磨损面积、磨损体积、粗糙度等参数的测量。
二、产品分类该公司的三维非接触式表面形貌仪主要有4款：JR25、PS50、ST400与HS1000（区别见技术参数）：JR25便携式三维表面轮廓仪：野外操作或不可拆卸部件的理想选择·便携式表面形貌仪·结构紧凑，性价比高·替代探针式轮廓仪和干涉式轮廓仪·应用范围广·测量范围：25mm×25mmPS50表面轮廓仪：科研单位与资金不足企业的最佳选择·性价比高·结构紧凑·替代探针式轮廓仪和干涉式轮廓仪·应用范围广·测量范围：50mm×50mmST400表面轮廓仪：·应用范围广·适合大样品的测试·测量范围：150mm×150mm·360O旋转工作台·带彩色摄像机（测量前可自动识别特征区域）HS1000表面轮廓仪：·适用于高速超快自动测量场合·超高的扫描速度（可达1m/s，数据采集频率可达31KHz，最高可达324KHz）·能保证超高平整度和稳定性（花岗石平台）三、测量原理简介：Nanovea 公司的三维非接触式表面形貌测量仪采用的是国际最前端的白光轴向色差技术技术实现先进的高分辨率的三维图像扫描与表面形貌测量。
•利用白光点光源，光线经过透镜后产生色差，不同波长的光分开后入射到被测样品上。
• 位于白光光源的对称位置上的超灵敏探测器系统用来接收经被测样品漫反射后的光。
美国zeta泽塔公司三维立体显微镜轮廓仪资料
数码相机 耦合镜
20x 0.50 0.45 0.75 480x360 1257x943 50x 0.10 0.80 0.42 192x144 503x377 100x 0.07 0.90 0.40 96x72 251x189
Z 轴驱动 核心光学组件
优于1.5% (1σ/平均值 )
XY 载物台
产品尺寸 (mm)
1 2 3
1/3英寸 CCD 相机，0.5x耦合镜 2/3英寸 CCD 相机，0.35x耦合镜 静态重复性和精确度是基于对 VLSI 8 微米标准台阶高度的测量 （使用100X/0.9NA 物镜）
系统选项和升级 薄膜厚度测量
可见光反射频谱仪
‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 可测 30nm 到 10μm 之间的薄膜厚度 频谱范围：430nm – 750nm 频谱分辨率：1nm 提供超过200多种材料的n&k值 在薄膜厚度已知的条件下，计算薄膜材料 n&k 值 可测量太阳能硅片绒面上氮化硅膜厚度 本色图像可提供样品待测区域的重要信息
系统控制
典型系统配置
显微镜系统
光源： 物镜： 耦合镜： 手动载物台： Z轴： 数码相机： 高亮度白光 LED 5x，10x，20x，50x，100x
Zeta 三维测量软件
实时视频成像 快速数据采集 （大约1分钟） 三维表面浏览 倾斜，旋转，缩放，过滤 体积测量 二维表面分析 特征尺寸，直径，面积 图案间距，标准偏差 表面粗糙度 二维台阶高度 轮廓测量 台阶高度测量 粗糙度参数 多横截面分析 平均值测量标尺 点对点测量标记
0.5x 100mm x 100mm XY 驱动范围 30mm 纵向驱动范围 1024x768像素， 1/3英寸 CCD
计算机控制系统
光学轮廓仪设备参数
光学轮廓仪技术指标
1. 系统配置及功能
1.1 PSI(相位移测试模式）
1.2 VSI(垂直方向扫描测试模式)
2. 不同放大倍率物镜：2.5X、10X、50X
3. 气浮防震平台，一体化设计，保证最好的测试条件
4. 200mm 全自动样品台，可程序化控制，样品可容纳大于300mm
5. 可装配4个物镜的全自动物镜切换塔台，通过软件全自动更换物镜
6. 可装配3个目镜的全自动物镜切换塔台，通过软件全自动更换物镜
7. 双ＬＥＤ光源，分别有白光和绿光光源，此设计能够避免使用绿光光源时，
使用滤镜的方式产生系统误差．
8. 全自动调整干涉条纹
9. 大面积缝合功能软件
10. 噪音：RMS < 0.3 Å (垂直方向)，框架式结构
11. Z方向测试范围0.1nm 到10mm
12. Z方向分辨率0.01nm Ra，RMS重现性0.004nmss
13. 样品反光率<1 to 100%
14. 垂直方向扫描速度92.5微米/秒
15. 倾斜调制范围，±6°（Tip/Tilt in the Head光学测量头整体调节）
16. 闭环控制扫描：0.1nm 到10mm 全范围实现闭环扫描，而非压电陶瓷垂直
方向拼接方式，能够保证扫描的全范围精度．
17. 自校准功能: 提供激光参比信号,实现仪器自校准,提高重复性，此设计能够
使得在测量过程中，具有可溯源装置，保证每个量程的精度，而非在某个量程的校准方式．
18. 提供具备证书的标准样品：PSI 模式光滑平面（SIC）。
SuperView W1光学3D表面轮廓仪助推高校科研发展
SuperView W1光学3D表面轮廓仪助推高校科研发展SuperView W1光学3D表面轮廓仪是一款用于对各种精密器件及材料表面进行亚纳米级测量的检测仪器。
它是以白光干涉技术为原理、结合精密Z向扫描模块、3D建模算法等对器件表面进行非接触式扫描并建立表面3D图像，通过系统软件对器件表面3D图像进行数据处理与分析，并获取反映器件表面质量的2D、3D参数，从而实现器件表面形貌3D测量的光学检测仪器。
在各高校机械、材料、电子技术、超精密加工、微纳器件、光电等实验室都可以看到SuperView W1光学3D表面轮廓仪的身影。
SuperView W1光学3D表面轮廓仪显著特性：1.高精度、高重复性1）采用光学干涉技术、精密Z向扫描模块和优异的3D重建算法组成测量系统，保证测量精度高；2）独特的隔振系统，能够有效隔离频率2Hz以上绝大部分振动，消除地面振动噪声和空气中声波振动噪声，保障仪器在大部分的生产车间环境中能稳定使用，获得极高的测量重复性。
2.一体化操作的测量分析软件1）测量与分析同界面操作，无须切换，测量数据自动统计，实现了快速批量测量的功能；2）可视化窗口，便于用户实时观察扫描过程；3）结合自定义分析模板的自动化测量功能，可自动完成多区域的测量与分析过程；4）几何分析、粗糙度分析、结构分析、频率分析、功能分析五大功能模块齐全；5）一键分析、多文件分析，自由组合分析项保存为分析模板，批量样品一键分析，并提供数据分析与统计图表功能；6）可测依据ISO/ASME/EUR/GBT等标准的多达300余种2D、3D参数。
3.精密操纵手柄集成X、Y、Z三个方向位移调整功能的操纵手柄，可快速完成载物台平移、Z向聚焦、找条纹等测量前工作。
4.双重防撞保护措施除初级的软件ZSTOP设置Z向位移下限位进行防撞保护外，另在Z轴上设计有机械电子传感器，当镜头触碰到样品表面时，仪器自动进入紧急停止状态，最大限度的保护仪器，降低人为操作风险。
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光学轮廓仪技术指标
1. 系统配置及功能
1.1 PSI(相位移测试模式）
1.2 VSI(垂直方向扫描测试模式)
2. 不同放大倍率物镜：2.5X、10X、50X
3. 气浮防震平台，一体化设计，保证最好的测试条件
4. 200mm 全自动样品台，可程序化控制，样品可容纳大于300mm
5. 可装配4个物镜的全自动物镜切换塔台，通过软件全自动更换物镜
6. 可装配3个目镜的全自动物镜切换塔台，通过软件全自动更换物镜
7. 双ＬＥＤ光源，分别有白光和绿光光源，此设计能够避免使用绿光光源时，
使用滤镜的方式产生系统误差．
8. 全自动调整干涉条纹
9. 大面积缝合功能软件
10. 噪音：RMS < 0.3 Å (垂直方向)，框架式结构
11. Z方向测试范围0.1nm 到10mm
12. Z方向分辨率0.01nm Ra，RMS重现性0.004nmss
13. 样品反光率<1 to 100%
14. 垂直方向扫描速度92.5微米/秒
15. 倾斜调制范围，±6°（Tip/Tilt in the Head光学测量头整体调节）
16. 闭环控制扫描：0.1nm 到10mm 全范围实现闭环扫描，而非压电陶瓷垂直
方向拼接方式，能够保证扫描的全范围精度．
17. 自校准功能: 提供激光参比信号,实现仪器自校准,提高重复性，此设计能够
使得在测量过程中，具有可溯源装置，保证每个量程的精度，而非在某个量程的校准方式．
18. 提供具备证书的标准样品：PSI 模式光滑平面（SIC）。