复合型超精密表面形貌测量仪-光学精密工程.PDF

第 卷 第 期 光学 精密工程 １９ ４ 　 Ｖｏｌ．１９ Ｎｏ．４ 　 　 　　　　 　　　　 Ｏ ｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ 　 　　 　　　　 年 月 　 ｐ ｇ ｇ ２０１１ ４ Ａ ｒ．２０１１ 　 　 　 ｐ 文章编号 （ ） １００４９２４Ｘ２０１１０４０８２８０８ 　 复合型超精密表面形貌测量仪 ， １２ １ １ 王淑珍 ，谢铁邦 ，常素萍 （ 华中科技大学 机械科学与工程学院，湖北 武汉 ； １． ４３００７４ ２．洛阳理工学院 机电工程系，河南 洛阳４７１０２３） 摘要：研制了基于同一显微镜基体实现原子力探针扫描测量与非接触光学测量两种功能的复合型超精密表面形貌测量 仪。分析了基于白光显微干涉原子力探针的测量方法、探针微悬臂变形量与白光干涉条纹移动量的关系以及探针微悬 臂测量非线性误差的修正方法，和通过融合垂直扫描系统的位移量和悬臂梁变形量得到了原子力探针的工作方式。研 制了三维精密位移系统和基于白光显微干涉的原子力探针测头。采用原子力探针扫描测量对 ＮＴＭＤＴ公司生产的扫 描探针校准光栅 ＿ 进行了重复性实验，实验显示标准差为 ，相对重复性误差为 。给出了原子 ＴＧＺ２ＰＴＢ ０．９６ｎｍ ３．０８％ 力探针扫描测量、相移干涉测量及白光干涉垂直扫描测量的测量实例。实验结果表明，所研制的超精密表面形貌测量仪 可用于超精密加工工程表面、光学表面以及微纳几何结构的测量。 关 键 词：超精密测量；表面形貌测量；原子力探针扫描；白光干涉 　 　 中图分类号： ； 文献标识码： ： ／ ＴＨ７４１．３ＴＨ７４２．９ Ａ 犱狅犻１０．３７８８ＯＰＥ０８２８ 　　 　　 犆狅犿犫犻狀犲犱 狉狅犳犻犾狅犿犲狋犲狉犳狅狉狌犾狋狉犪狉犲犮犻狊犻狅狀狊狌狉犳犪犮犲狋狅狅狉犪犺 狆 狆 狆犵 狆狔 ， １２ １ １ ， ， ＷＡＮＧＳｈｕｚｈｅｎ ＸＩＥＴｉｅｂａｎ ＣＨＡＮＧＳｕｉｎ ｇ ｐ ｇ （