三维表面轮廓仪是一种用于高精度测量物体表面三维形貌的精密计量仪器，广泛应用于电子、汽车、半导体、医疗及材料科学等领域。该仪器整合了白光干涉、共聚焦显微镜等多种光学测量技术，可自动化切换测试模式，实现非接触式或接触式测量，避免对样品表面造成损伤。基于光学干涉或激光投射原理，通过发射白光或激光到被测物体表面，收集反射光或散射光，结合计算机图像处理技术，重建物体表面的三维坐标数据。
一、光学系统
光源：
激光光源：在激光共聚焦三维表面轮廓仪中，激光光源发出高强度、单色性好的激光束，为测量提供稳定的光源。
白光光源：在白光干涉三维表面轮廓仪中，白光光源提供宽光谱的光，用于产生干涉条纹。
光学镜头：
物镜：将光源发出的光聚焦到样品表面，并收集从样品表面反射回来的光。物镜的数值孔径和放大倍数直接影响测量的分辨率和视场范围。
管镜：与物镜配合使用，将物镜收集到的光成像到探测器上。
分光器/干涉仪：
分光器：在激光共聚焦三维表面轮廓仪中，分光器将激光束分成两束，一束照射到样品表面，另一束作为参考光。
干涉仪：在白光干涉三维表面轮廓仪中，干涉仪产生干涉条纹，通过分析干涉条纹的形状和位置来获取样品表面的高度信息。
探测器：
CCD相机：用于捕捉干涉条纹或样品表面的图像，将光信号转换为电信号。
PSD（位置敏感探测器）：在某些三维表面轮廓仪中，PSD用于直接测量光斑的位置变化，从而获取样品表面的高度信息。
二、机械系统
载物台：
用于放置待测样品，通常具有XYZ三轴运动功能，可以精确控制样品的位置和姿态。
载物台的运动精度和稳定性直接影响测量的准确性。
扫描机构：
驱动载物台或光学系统进行扫描运动，以获取样品表面的三维数据。
扫描机构通常采用高精度的直线电机或压电陶瓷驱动器，以实现微米级甚至纳米级的运动精度。
防震系统：
为了减少外界振动对测量结果的影响，三维表面轮廓仪通常配备防震系统，如气浮隔震台或主动隔震系统。
三、电子控制系统
控制器：
负责控制载物台的运动、光源的开关和亮度调节、探测器的数据采集等。
控制器通常采用高性能的微处理器或数字信号处理器（DSP），以实现快速、精确的控制。
数据采集卡：
将探测器输出的模拟信号转换为数字信号，并传输到计算机进行处理。
数据采集卡的采样率和分辨率直接影响测量的精度和速度。
四、软件系统
操作软件：
提供用户界面，允许用户设置测量参数、启动测量、监控测量过程等。
操作软件通常具有直观、易用的特点，以方便用户操作。
数据处理软件：
对采集到的数据进行处理和分析，生成样品表面的三维形貌图、粗糙度参数、轮廓曲线等。
数据处理软件通常具有强大的数据处理能力，可以支持多种数据分析算法和工具。
五、辅助组件
校准标准件：
用于定期校准仪器，确保测量的准确性和重复性。
校准标准件通常具有已知的几何形状和尺寸，可以用于验证仪器的测量精度。
防护罩：
保护仪器免受灰尘、水分等环境因素的影响，延长仪器的使用寿命。
冷却系统：
对于某些高功率的光源或长时间运行的仪器，可能需要配备冷却系统以防止过热。
更新时间：2025-11-23
点击次数：7
当前位置：
三坐标测量仪
