基于白光干涉的微齿轮几何特性精密检测技术

本文主要探讨了"基于白光干涉原理的微齿轮几何特征检测"这一主题，发表于2013年3月的《佛山科学技术学院学报〈自然科学版〉》第31卷第2期。研究者傅贵武、申路和王宇华合作，提出了一种非接触、大范围、高精度且高效的微齿轮几何特性检测方法。他们采用了垂直扫描白光干涉(VSI)技术，这是一种利用白光的干涉效应来测量微小物体表面细微形貌变化的测量手段。 VSI的特点在于其极高的分辨率，水平分辨力达到了亚微米级别，垂直分辨力更是可达纳米量级。这种方法通过Hilbert变换法处理干涉信号，能够有效地提取出包络峰值，从而恢复被测表面的三维形貌尺寸信息。这在微电子元器件和微机电系统(MEMS)领域尤为重要，因为它们需要精细的尺寸控制以确保设备的性能和可靠性。 传统测量方法，如触针式测量，可能会对零件造成损伤，且测量速度较慢。相比之下，光学干涉法因其非接触、无损、高分辨率和高精度的优势，在3D轮廓测量中广泛应用。特别是垂直扫描干涉仪(VSD)，它解决了单波长干涉中的相位模糊问题，且成本和复杂性相对较低，更适合微米或纳米级的精密测量。 文章的核心测量系统由光学干涉成像系统、工作台、CCD阵列（Charge-Coupled Device）和计算机组成，实现了自动化的数据采集和分析。通过对微齿轮的垂直扫描干涉测量，研究结果证实了这种方法能够满足设计所需的高精度要求，为微电子和微机械元件的制造过程提供了有效的质量监控手段。 这项研究对于提升微尺度结构检测的精度和技术水平具有重要意义，对于推动微电子和微机械产业的发展具有积极的促进作用。