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光學(xué)3D表面輪廓儀在光學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2022-03-09      點(diǎn)擊次數(shù):1776

光學(xué),一門古老又現(xiàn)代的學(xué)科,伽利略借助光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,研究了天體運(yùn)動(dòng);生物學(xué)家借助光學(xué)顯微鏡,觀察到了細(xì)胞結(jié)構(gòu);人類借助相機(jī)鏡頭,留住了無(wú)數(shù)難忘的瞬間。光,無(wú)可觸摸,卻又無(wú)處不在,借助光學(xué),我們能直接感受和探索未知的世界,而作為光的載體,各種光學(xué)器件在其中承擔(dān)著重要的角色,借助中圖儀器光學(xué)3D表面輪廓儀,我們可以對(duì)光學(xué)器件進(jìn)行嚴(yán)格的表面質(zhì)量檢測(cè)。


光學(xué)器件,例如各種光學(xué)鏡片和玻璃,屬于超精密加工的產(chǎn)物,因此其表面質(zhì)量等級(jí)都非常高,會(huì)劃傷表面的接觸式輪廓儀出師未捷身先死,由于其高透明度,一般的非接觸式光學(xué)影像方法也束手無(wú)策,而中圖儀器利用光學(xué)干涉原理研制而成的SuperViewW1光學(xué)3D表面輪廓儀,能解決這兩個(gè)難題,為光學(xué)鏡片和玻璃的表面質(zhì)量檢測(cè)提供了標(biāo)準(zhǔn)解決方案。



光學(xué)透鏡檢測(cè)

在可見光領(lǐng)域,球面透鏡是一種基礎(chǔ)的光學(xué)器件,其表面粗糙度和曲率半徑都關(guān)系著光的傳播效果,光學(xué)3D表面輪廓儀可以一次完成這兩項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè);



  上圖為某型號(hào)雙膠合透鏡,取透鏡上表面進(jìn)行檢測(cè),得其粗糙度小于1nm,曲率半徑為61.2mm左右,與理論值61.5mm差0.3mm左右,考慮到光學(xué)透鏡的加工容許誤差為2%,因此所測(cè)值與理論相符。

藍(lán)寶石玻璃檢測(cè)

  藍(lán)寶石俗稱剛玉,主要成分是氧化鋁(Al?O?),由于其優(yōu)良的物理和化學(xué)特性,常用于制成各種光學(xué)元件,如攝像頭保護(hù)玻璃、表鏡、窗口片、棱鏡等。一般加工出來(lái)的藍(lán)寶石玻璃分為單面拋光和雙面拋光兩種,拋光程度——也就是表面粗糙度直接決定了其表面質(zhì)量等級(jí),下圖為一片單面拋光藍(lán)寶石玻璃的光面和糙面的粗糙度檢測(cè)圖像及數(shù)據(jù)。



如上圖所示,光面的粗糙度曲線顯示,光面上分布的凸點(diǎn)只有1nm左右的高度起伏,其表面粗糙度為0.1nm左右,而糙面的高度起伏則達(dá)到了3.2um,表面粗糙度則為500nm左右。

玻璃屏檢測(cè)

玻璃屏常見于我們?nèi)粘K玫闹悄墚a(chǎn)品中,例如智能手機(jī)、智能手表,還有平板電腦等,為了獲得更好的觸屏體驗(yàn),需要對(duì)玻璃屏的表面粗糙度和微觀輪廓進(jìn)行檢測(cè)。以手機(jī)玻璃屏為例,說(shuō)明光學(xué)3D表面輪廓儀在其中的應(yīng)用:


  

如上圖,選取的測(cè)量區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一條寬6um,深6nm的肉眼無(wú)法觀測(cè)到的劃痕,玻璃屏表面的粗糙度在1nm附近。


玻璃表面臺(tái)階檢測(cè)

  下圖為透明玻璃表面鍍的一層金屬膜,需要測(cè)膜層的厚度,由于其非透明的特性,薄膜測(cè)厚儀無(wú)法進(jìn)行測(cè)量,而由于其膜層厚度精度在納米級(jí)別,接觸式的臺(tái)階儀和其它的非接觸式光學(xué)儀器也存在測(cè)量誤差較大的風(fēng)險(xiǎn),而以光學(xué)干涉原理為基礎(chǔ)研制成的中圖儀器光學(xué)3D表面輪廓儀,以其亞納米級(jí)別的測(cè)量精度,則可對(duì)該膜層厚度進(jìn)行精確測(cè)量。



上圖是利用軟件的自動(dòng)面臺(tái)階高檢測(cè)功能對(duì)重建的3D圖像兩臺(tái)階高進(jìn)行檢測(cè),從數(shù)值可知,兩臺(tái)階面平均高度差為82nm,而*大高度差90nm,*小高度差為78nm。


投之以桃,報(bào)之以李,中圖儀器光學(xué)3D表面輪廓儀作為一款光學(xué)檢測(cè)儀器,受益于光學(xué)行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展,也將為光學(xué)行業(yè)的進(jìn)一步提升貢獻(xiàn)自己的力量。

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