白光干涉测量技术被应用到3D表面轮廓仪中

  2021年3月30日,Keyence宣布在其3D Surface Profiler VK-X3000系列产品中增加了白光干涉测量技术,从纳米到毫米的范围内的测量都可以做到。现在,通过使用三种不同的测量原理,即激光共聚焦、白光干涉和聚焦变化,可以对任何目标进行高精度测量。

  三重扫描方法可测量任何目标3D Surface Profiler(3D表面轮廓仪)允许用户在单个设备中对三种不同的扫描方法进行分类。为目标材料,形状和测量范围选择佳扫描方法,可确保几乎在任何高精度零件上进行高精度测量。同类佳精度为0.01 nm的纳米级精确测量形状的微小变化,甚至可以测量包括透明和镜面表面在内的困难材料。纳米分辨率可在高达50 x 50毫米(1.97英寸×1.97英寸)的整个目标扫描区域内提供,从而可以测量和分析样品的整个表面。该系统可以测量平坦和不平坦的表面。内置的超高精度线性标尺可在0.1 nm的高分辨率下识别物镜的Z位置,从而可以检测甚至微小的表面变化,并确保测量结果基于符合以下要求的可追溯系统国家标准VK-X3000不仅提供从常规测量软件获得的简单的高度和尺寸测量结果,而且还提供了多种分析工具,这些工具集成在易于使用的软件界面中,使用户可以使用批处理和模板执行强大的分析。

  通过更加关注传感技术,基恩士进一步改进了其X轴和Y轴扫描仪的产品线,以更高的测量性能,利用125 Hz的表面测量精度高,或者仅在7900 Hz时才达到7900 Hz的线测量率。需要波形。VK-X3000的远心镜头可大程度地减小屏幕边缘周围的畸变,从而在整个视场中实现高精度测量。能够捕获目标的真实形状和大小,无论目标放置在什么地方,都可以确保较高的测量精度。激光显微镜捕获并测量反射光,因此如何接收激光至关重要。VK-X3000采用光电倍增管作为激光接收元件,以实现高分辨率的16位传感,这是与传统型号相比的指数差异。基于激光的反射光强度和高度检测激光器提供了单点光源,该单点光源可以使用XY扫描光学系统扫描视场,以利用光接收元件检测每个像素的反射光。物镜沿着Z轴移动,并且通过重复扫描获得每个像素在每个Z轴位置的反射光强度。将反射光强度高的Z轴位置设置为用于检测高度信息和反射光强度的焦点。这允许捕获完全聚焦的超深度光强度图像和高度信息图像。激光共聚焦基于反射光强度的Z位置检测–针对区域内的每个像素(1024×768像素),确定反射光强度高的Z轴位置(焦点),并确定反射光强度和颜色信息获得这一点。此信息用于创建三种类型的图像数据:颜色,光强度和高度。由于散焦光和来自相邻像素的环境光的影响,使用CMOS受光元件的准共聚焦光学系统和其他类似系统很难进行高精度的测量和高分辨率观察。但是,激光共聚焦光学系统可以消除散焦光,从而实现高精度的测量和高分辨率的观察。焦点变化聚焦变化3D测量原理使用高分辨率5.6兆像素彩色CMOS相机,通过检测物镜从下到上移动物镜所捕获的高质量图像之间的焦距变化(图像的模糊程度)来确定焦点。景深的理想间距。对于焦点对准的图像,相邻像素之间的亮度差异与图像亮度成比例地增加。但是,如果图像没有清晰对焦,则相邻像素之间的亮度差异会变小。这使得可以通过在亮度差大的点处记录透镜位置来获得目标的高度信息。还使用内置的线性标尺(长度测量系统)监视物镜的位置,以提供更高的目标高度信息。除了获得目标的3D测量值外,还将具有对焦区域的图像叠加在一起以创建完全对焦的复合观察图像。白光干涉仪白光干涉测量方法通过使用诸如CMOS传感器的图像传感器观察光干涉图案来提供3D形状。使用带有内置参考平面镜(参考表面)的干涉物镜,来自白色LED或其他光源的白光用于照亮参考平面镜(参考表面)和目标(测量表面)。从每个物体反射的光相互干涉,干涉条纹显示为代表每个半个波长的高度的轮廓线。这对应于目标表面相对于参考平面镜的形状。干涉条纹是由高分辨率的5.6兆像素彩色CMOS相机捕获的。

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