淺析中圖儀器光學3D表面輪廓儀在光學行業中的應用

引言：

　　光學，一門古老又現代的學科，伽利略借助光學望遠鏡，研究了天體運動；生物學家借助光學顯微鏡，觀察到了細胞結構；人類借助相機鏡頭，留住了無數難忘的瞬間。光，無可觸摸，卻又無處不在，借助光學，我們能直接感受和探索未知的世界，而作為光的載體，各種光學器件在其中承擔著重要的角色，借助中圖儀器光學3D表面輪廓儀，我們可以對光學器件進行嚴格的表面質量檢測。

　　光學器件，例如各種光學鏡片和玻璃，屬于超精密加工的產物，因此其表面質量等級都非常高，會劃傷表面的接觸式輪廓儀出師未捷身先死，由于其高透明度，一般的非接觸式光學影像方法也束手無策，而中圖儀器利用光學干涉原理研制而成的SuperView W1光學3D表面輪廓儀，能解決這兩個難題，為光學鏡片和玻璃的表面質量檢測提供了標準解決方案。

光學透鏡檢測:

　　在可見光領域，球面透鏡是一種基礎的光學器件，其表面粗糙度和曲率半徑都關系著光的傳播效果，光學3D表面輪廓儀可以一次完成這兩項參數的檢測；

剖面輪廓曲線

　　上圖為某型號雙膠合透鏡，取透鏡上表面進行檢測，得其粗糙度小于1nm，曲率半徑為61.2mm左右，與理論值61.5mm僅差0.3mm左右，考慮到光學透鏡的加工容許誤差為2%，因此所測值與理論相符。

藍寶石玻璃檢測:

　　藍寶石俗稱剛玉，主要成分是氧化鋁（Al?O?），由于其優良的物理和化學特性，常用于制成各種光學元件，如攝像頭保護玻璃、表鏡、窗口片、棱鏡等。一般加工出來的藍寶石玻璃分為單面拋光和雙面拋光兩種，拋光程度——也就是表面粗糙度直接決定了其表面質量等級，下圖為一片單面拋光藍寶石玻璃的光面和糙面的粗糙度檢測圖像及數據。 

　　如上圖所示，光面的粗糙度曲線顯示，光面上分布的凸點只有1nm左右的高度起伏，其表面粗糙度為0.1nm左右，而糙面的高度起伏則達到了3.2um，表面粗糙度則為500nm左右。

玻璃屏檢測:

　　玻璃屏常見于我們日常所用的智能產品中，例如智能手機、智能手表，還有平板電腦等，為了獲得更好的觸屏體驗，需要對玻璃屏的表面粗糙度和微觀輪廓進行檢測。以手機玻璃屏為例，說明光學3D表面輪廓儀在其中的應用： 

　　如上圖，選取的測量區域發現了一條寬6um，深6nm的肉眼無法觀測到的劃痕，玻璃屏表面的粗糙度在1nm附近。

玻璃表面臺階檢測:

　　下圖為透明玻璃表面鍍的一層金屬膜，需要測膜層的厚度，由于其非透明的特性，薄膜測厚儀無法進行測量，而由于其膜層厚度精度在納米級別，接觸式的臺階儀和其它的非接觸式光學儀器也存在測量誤差較大的風險，而以光學干涉原理為基礎研制成的中圖儀器光學3D表面輪廓儀，以其亞納米級別的測量精度，則可對該膜層厚度進行測量。

　　上圖是利用軟件的自動面臺階高檢測功能對重建的3D圖像兩臺階高進行檢測，從數值可知，兩臺階面平均高度差為82nm，而大高度差90nm，小高度差為78nm。

　　投之以桃，報之以李，中圖儀器光學3D表面輪廓儀作為一款光學檢測儀器，受益于光學行業的進步與發展，也必將為光學行業的進一步提升貢獻自己的力量。