关于白光干涉仪的常见提问及回答

原理相关

1、白光干涉仪的基本原理是什么：白光干涉仪的基本原理是利用光学干涉原理。光源发出的光经过扩束准直后经分光棱镜分成两束，一束光经被测表面反射回来，另一束光经参考镜反射，两束反射光最终汇聚并发生干涉。由于两束光相互干涉，在CCD相机感光面会观察到明暗相间的干涉条纹，干涉条纹的亮度取决于两束光的光程差，根据白光干涉条纹明暗度以及干涉条纹出现的位置解析出被测样品的相对高度。

2、为什么白光干涉仪只有在零光程差附近才能出现清晰条纹：白光属于多色光，具有连续的光谱。与单色光干涉不同，白光干涉在一定光程差范围内会出现彩色的干涉条纹，并且只有在零光程差附近的极小范围内才会出现清晰的、对比度高的干涉条纹。这是因为不同波长的光在非零光程差时，干涉条纹的位置和强度变化复杂，相互叠加后导致条纹模糊，而在零光程差处，各波长的光干涉条纹重合，形成清晰的条纹，这一特性使得白光干涉仪在测量时能够通过精确寻找零光程差位置来实现高精度的测量。

仪器构造相关

1、白光干涉仪主要由哪些部分构成：主要由光源及科勒照明系统、成像系统、图像采集系统、垂直扫描系统、调整系统、干涉物镜等组成。其中，干涉物镜是核心组件，SuperViewW白光干涉仪不同倍率的镜头，适应于从超光滑到粗糙度各种表面类型的样品。

2、各部分的作用是什么：

（1）光源及科勒照明系统：提供稳定的白光源，并使光线均匀照亮被测物体。

（2）成像系统：将被测物体的像清晰地成像在CCD相机的感光面上。

（3）图像采集系统：通常采用CCD相机，负责采集干涉条纹图像。

（4）垂直扫描系统：采用闭环反馈控制方式驱动显微物镜垂直移动，精确控制测量过程中的光程差变化，实现对样品表面不同高度位置的扫描。

（5）调整系统：用于调整仪器的光路、物镜等部件，使仪器达到最佳测量状态。

（6）干涉物镜：实现分光及参考光和测试光的光程匹配，最终形成双光束干涉。

性能指标相关

1、白光干涉仪的分辨率有多高：白光干涉仪的垂直分辨率可以达到0.1nm，在3D检测领域具有较高的精度，在同等系统放大倍率下检测精度和重复精度通常高于共聚焦显微镜和聚焦成像显微镜。

2、测量范围是多少：表面高度测量范围一般为1nm至200μm，但不同型号的仪器可能会有所差异。

应用领域相关

1、白光干涉仪在半导体制造中有哪些应用：在半导体芯片制造过程中，可用于测量芯片表面的形貌、薄膜厚度、台阶高度等参数，对芯片的制造工艺进行监控和质量检测。例如，在光刻工艺后，可检测光刻胶的厚度和表面平整度；在刻蚀工艺后，可测量刻蚀深度和表面粗糙度，确保芯片的性能和可靠性。

2、在材料研究领域能发挥什么作用：对于纳米材料、薄膜材料、复合材料等，可以测量其表面形貌和厚度，分析材料的结构和性能。同时，还可以用于研究材料的摩擦磨损、腐蚀等表面现象，为材料的研发和应用提供重要的实验数据。

操作与维护相关

1、白光干涉仪的操作流程是怎样的：一般先将被测物放置在载物台夹具上，大致对准仪器下方；打开仪器电源和测量软件，通过操纵杆或旋钮调节镜头高度，找到干涉条纹；设置好扫描方式、范围等参数；然后点击开始按钮，仪器自动进行扫描测量，测量完成后软件自动生成3D图像，最后对图像进行数据分析。

2、如何对白光干涉仪进行日常维护：仪器应妥善放在干燥、清洁的房间内，防止振动；光学零件不用时，应存放在清洁的干燥盆内，避免发霉，必要时用备件毛刷小心掸去灰尘，再用脱脂清洁棉花球滴上酒精和乙醚混合液轻拭；传动部件应有良好的润滑，特别是导轨、丝杆、螺母与轴孔部分；使用时，各调整部位用力要适当；导轨面丝杆应防止划伤、锈蚀。

与其他仪器对比相关

1、白光干涉仪和激光干涉仪有什么区别：

（1）光源：白光干涉仪使用白光源，具有连续光谱；激光干涉仪使用激光光源，相干性好，是单色光。

（2）干涉条纹：白光干涉仪产生的干涉条纹是彩色的；激光干涉仪产生的干涉条纹一般是单色的，非常清晰。

（3）测量精度和范围：白光干涉仪在测量微观形貌方面精度高，适用于从超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物体表面，测量范围一般在纳米到微米级别；激光干涉仪在测量大尺寸、长距离的位移和变形等方面精度高，相干长度长，测量范围大。

（4）应用领域：白光干涉仪主要应用于半导体、3C电子、光学加工、微纳材料等超精密加工行业及航空航天、国防军工、科研院所等领域的微观形貌测量；激光干涉仪主要应用于机床加工、精密测量、引力波探测等领域的高精度位移和长度测量。