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3D光學(xué)干涉輪廓儀：原理、應(yīng)用與優(yōu)勢
閱讀：585 發(fā)布時間：2023-9-6
3D光學(xué)干涉輪廓儀是一種用于測量物體表面的三維形貌的高精度儀器。其原理是利用光學(xué)干涉技術(shù)，將物體的形貌轉(zhuǎn)化為可測量的干涉圖案，再通過計算機(jī)進(jìn)行圖像處理和分析，從而得到物體表面的三維形貌。將一束光線分成兩束，一束經(jīng)過被測物體表面反射回來，另一束經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)平面反射回來。這兩束光線在干涉儀的探測器上形成干涉圖案，干涉圖案的形狀與被測物體表面的高度起伏有關(guān)。通過測量干涉圖案的形狀，可以推算出被測物體表面的高度。
具體來說，假設(shè)光線從干涉儀的發(fā)射器發(fā)出，經(jīng)過分束器分成兩束光線。一束光線經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)平面的反射，另一束光線經(jīng)過被測物體表面的反射。這兩束光線在回到分束器時會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，干涉圖案被探測器接收并轉(zhuǎn)化為電信號。電信號經(jīng)過放大、濾波等處理后，被送入計算機(jī)進(jìn)行分析和處理。
應(yīng)用
1.微納加工與制造：在微納加工與制造領(lǐng)域，需要高精度的測量儀器來檢測加工質(zhì)量和加工效果?？梢杂糜跍y量微納結(jié)構(gòu)的三維形貌，為加工工藝的優(yōu)化提供依據(jù)。
2.生物醫(yī)學(xué)工程：在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，需要高精度的測量儀器來研究人體表面和內(nèi)部器官的三維形貌?？梢杂糜跍y量人體表面和內(nèi)部器官的三維形貌，為醫(yī)學(xué)研究和診斷提供依據(jù)。
3.地質(zhì)學(xué)與地球物理學(xué)：在地質(zhì)學(xué)與地球物理學(xué)領(lǐng)域，需要高精度的測量儀器來研究地球表面的地形地貌?？梢杂糜跍y量地球表面的地形地貌，為地質(zhì)研究和資源勘探提供依據(jù)。
4.光學(xué)器件與光學(xué)系統(tǒng)：在光學(xué)器件與光學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域，需要高精度的測量儀器來研究光學(xué)元件和系統(tǒng)的表面形貌?？梢杂糜跍y量光學(xué)元件和系統(tǒng)的表面形貌，為光學(xué)設(shè)計和制造提供依據(jù)。
優(yōu)勢
1.高精度：測量精度可以達(dá)到納米級別，可以高精度地測量物體表面的三維形貌。
2.非接觸測量：采用非接觸測量方式，不會對被測物體表面造成損傷，適合于測量脆性、易碎、大型等材料。
3.速度快：測量速度非?？?，可以在短時間內(nèi)完成大面積的測量任務(wù)。
4.多功能：不僅可以測量平面和斜面，還可以測量曲面和復(fù)雜外形，具有廣泛的應(yīng)用范圍。
5.自動化程度高：可以采用自動化方式進(jìn)行測量，減少人為誤差和操作時間。