超精密加工表面质量检测：垂直扫描白光干涉法

"建模与仿真 - 白光干涉技术在微观表面形貌测量中的应用" 在机械行业中，零部件的表面质量对零件的性能、质量和可靠性以及使用寿命具有至关重要的影响。随着超精密加工技术的迅速发展，超精密加工产生的极微小表面形貌的测量成为了该领域亟待解决的关键问题。超精密加工的表面极其光滑，其粗糙度值Ra可达到纳米级别的几分之一到几十纳米。这种超平滑表面主要由铜、铝、半导体材料如锗、硅，以及光学材料如光学玻璃、有机玻璃、石英玻璃等制成，这些材料极易受到损伤、变形或划痕。 白光干涉法是工程中用于微观表面形貌测量的一种现代方法，相较于传统的机械测针法，它提供了更高精度和非接触性的测量手段。机械测针法是一种传统方法，通过接触式探针来测量表面特征，但这种方法可能导致对脆弱表面的损害，而且在测量微小细节时可能存在局限性。 白光干涉测量法，又称为垂直扫描白光干涉仪，是由10级B组的邱运朋及其团队在指导老师马龙和组员徐坦迪的指导下研究的。这种方法利用了光的干涉原理，通过白光照射到被测表面，经过反射后与参考光束合并，形成干涉图案。根据干涉条纹的分布和间距，可以精确地计算出表面的微小高度变化，从而获取高分辨率的表面形貌信息。 白光干涉技术的优点在于其高精度和非破坏性，能够检测到亚纳米级别的表面粗糙度，对于超精密加工领域的应用尤为适用。它不仅可以测量微小的峰谷高度，还可以分析表面的波纹度、纹理方向和周期性结构，对于评估和优化超精密加工工艺至关重要。此外，白光干涉法还可以实现自动化和实时监测，提高生产效率，确保产品质量的一致性。 白光干涉技术在微观表面形貌测量中扮演着重要角色，尤其在处理对表面质量有极高要求的超精密加工领域，如半导体制造、光学元件制造和精密仪器制造等。通过不断的技术进步和创新，白光干涉测量技术有望在未来继续提供更先进、更精确的表面形貌分析工具，推动相关行业的发展。