在众多的工业和研究应用中，非接触式和超精密表面分析具有相当大的兴趣，以确保在审查下的材料质量，并识别甚至最小的轮廓偏差。
阿托库伯的主要好处之一工业位移传感器（IDS）是大接受角。Attocube的IDS是一款基于光纤的三通道Fabry-Pérot干涉仪。得益于其专利技术，该系统可以在测量方向大于10°倾角的表面进行测量。本文演示了这种技术，展示了微米尺寸金属圆柱体的纳米级精确三维轮廓测量数据。
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图1。金属圆柱体被安装由定位器和精度的扫描仪的3D堆叠上。气缸的表面从上方（Z轴）测得的，而所有其位置（x轴和y轴）的同时跟踪。
实验装置
测量对象本身安装在attocube 3D定位器(ANPxyz101)上，顶部有一个3D扫描仪(anxyz100)。这使得简单，快速定位在一个5 × 5 × 5毫米3.移动范围细，精确定位在50 × 50 × 24 μ m内3.。
The experimental setup using three sensor heads connected to attocube’s IDS is shown in Figure 1. A 12 mm diameter focusing sensor head with a 2.8 mm working distance (D12/F2.8) and a spot size of better than 2 µm measured the surface of the cylinders. Perpendicular to this, two focusing D4/F8 sensor heads were used to measure the relative displacements along (x-axis) and perpendicular (y-axis) to the axial orientation of the cylinder. Therefore, all three coordinates of each measured surface point were recorded, enabling a full 3D reconstruction.
一旦安装制备，它用了不到一分钟的时间对准筒，使之在D12 / F2.8传感器头的焦点。一旦气缸接近焦点，对准信号及时显现高对比度。最大允许的z位移被认为是120微米的总为D12 / F2.8传感器头。
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图2。在直径为400 μ m和315 μ m的两种金属圆柱体上进行了形貌测量。测量的轮廓(实红色和蓝色线)显示范围为±230µm (a)和±50µm (b)。圆柱体的公称直径用虚线表示。红色虚线(b)表示圆柱体1的直径公差为±300nm。
结果
图2(a)为直径为400µm和315µm的两个金属圆柱体沿y轴方向的测量z位移(红实线和蓝实线)和指定z位置(虚线)。图2(b)显示了相应的放大图。从这个图表中，角度对准公差D12 / F2.8传感器头直接推导出大于±10°。如此宽的角容差解释了为什么测量可以这么快地完成。
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图3。(a)三维彩色图显示直径200µm圆柱体的表面形态。每种颜色代表z方向上100纳米高度的步长。(b)金属圆柱体的表面也以二维图形显示。
当务之急是要注意，与反射率较低的材料，如蓝宝石或玻璃进行测量时这个对准容差会大得多。亚博网站下载此外，弯曲的对象具有更大尺寸（对于坐标测量机或旋转轴例如球形测头）也详细地研究了容易。
图2(b)所示的两个金属圆柱体(红色和蓝色实线)的测量表面轮廓现在可以与它们各自的理想圆形(红色和蓝色虚线)进行比较:在圆柱体1(红线)的顶部可以看到大约300 nm(红虚线)的偏差，而在圆柱体2(蓝线)的最大偏差小于200 nm。除上述最大值外，测得的表面轮廓与规定直径400和315 μ m吻合较好。
同时使用的所有干涉轴，构建了分别测量为200μm的金属圆筒的3D表面。所测量的轮廓覆盖40×28微米2面积如图3(a)所示。在图3(b)中，绘制了相应的二维俯视图。可以看到许多变形:物体轮廓清晰地显示出其表面的凹痕，在中心位置深度约为400纳米。此外，在x = 0附近的前部直径轮廓有一个长度约为10µm的平台。
结论
综上所述，本文介绍了IDS精确测量微米级物体表面轮廓的能力。这种技术并不局限于静态分析。对移动或振动的微尺度物体(即使在外力的影响下)的测量已经被很好地执行。
这些信息来源于Attocube Systems AG提供的材料。亚博网站下载
有关此来源的更多信息，请访问Attocube系统股份公司。