GB/T 33523.603-2022 产品几何技术规范(GPS) 表面结构 区域法 第603部分:非接触(相移干涉显微)式仪器的标称特性.pdf

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GB/T 33523.603-2022 产品几何技术规范(GPS) 表面结构 区域法 第603部分:非接触(相移干涉显微)式仪器的标称特性.pdf

注1:3.1.9中的注2和注3也适用于本条目。 注2:动态噪声包括静态噪声。 注3:动态噪声包含在测量噪声(3.1.10)中

3.3.1 光源lightsource 在特定光谱范围内发射适当波长的光的光学装置。 3.3.2 光学测量带宽 measurementopticalbandwidth Bxo 用于表面测量的光波长范围。 注:构建仪器时,可采用有限光学带宽的光源,也可利用额外的滤光元件进一步限制光学测量带宽。 3.3.3 测量光波长measurementopticalwavelength 入。 用于表面测量的光波长有效值。 注:测量光学波长受诸如光源光谱、光学组件的光谱透过率和图像传感器阵列的光谱响应等因素影响(参见附录 A)。 3.3.4 孔径角angularaperture 从被测表面上某一点进人光学系统的光锥的角度。 [来源:GB/T33523.602—2022,3.3.3] 3.3.5 孔径半角halfapertureangle α 孔径角的一半。 注:该角有时称为“光锥半角"见图5)。

数值孔径numericalaperture

半角的正弦乘以周围介质的折射率n(A=nsind

轻型井点降水施工方案(最新)doc瑞利准则Rayleighcriterion

表征光学系统空间分辨力的量,定义为两个点源在满足 二个点源的像的一级衍射极小值 点源的像的极大值位置重合时的间距。 注1:对于充满物镜人瞳的理想非相干光系统,瑞利准则取值为0.61入。/AN。 注2:对于光学3D计量仪器:此参数用于表征高度远小于A。的特征的仪器响应。

注1:对于充满物镜人瞳的理想非相干光系统,瑞利准则取值为0.61入。/AN。 注2:对于光学3D计量仪器,此参数用于表征高度远小于入。的特征的仪器响应。 3.3.8 斯派罗准则Sparrowcriterion 表征光学系统空间分辨力的量,定义为两个点源在满足合光强刚好不出现下凹时的分离间距。 注1:对于充满物镜人瞳的理想非相干光系统,斯派罗准则取值为0.47入。/An,约为瑞利准则(3.3.7)取值的 0.77倍。 注2:对于光学3D计量仪器,此参数用于表征高度远小于入。的特征的仪器响应。 注3:在与上述注释相同的测量条件下,斯派罗准则取值几乎等于0.50X。/AN的空间周期,此时理论的仪器响应降 至零。

光学粗糙表面opticallyroughsurface

与光学光滑表面不同,即散射光显著的表面。 注:在某些条件下(例如波长范围、数值孔径、像素分辨率等)具有光学粗糙特性的表面在一个或多个特定条件发生 变化时可能变为光学平滑表面。

元字非均习材科opuicamyouorm 在不同区域具有不同光学特性的样品。 注:光学非均匀材料可能会因视场不同而引人测量相位差,该相位差会被错误地解算成被测表面的高度差,

相移干涉仪器提供横向(X和Y)和高度(Z)方向的测值,从中可以计算表面结构的参数。相移干 仪器的测量过程如下。 a)将仪器聚焦到被测表面直至出现干涉条纹。 b)当测量随机粗糙表面时盂县化工造粒塔滑模施工组织设计,调整被测样品相对于系统光轴的倾角,直至视场内的干涉条纹数最 少;当测量具有台阶特征的表面时,调整样品倾角使得视场内出现3~5个条纹。 c) 根据所选择的相移测量算法,获取并分析多个相移图像,并利用适当的相位展开算法计算表面 结构。因为每个点处的高度的直接测量值被限定在以入。/2为界的一个非模糊区间内,而实际 的待测高度可能包含整数倍个入。/2大小的非模糊区间。为消除这一不确定性,需要采用相位 展开算法进行解算。此处入。是用于测量的标称单色光的有效波长。 d)区域法测量的形状偏离项(如倾斜、曲率和圆柱等的残余)可通过数值方法去除,从而获得修正 后的表征区域表面结构的形貌图。可根据需求对形貌图做进一步的滤波处理。 e)对于具有与基准均方差同一量级的均方根粗糙度的表面,可能需要额外的信号平均技术来从 仪器缺陷中分离出被测表面的粗糙度。

表3给出了相移干涉仪器的影响量,也给出了受对应影响量的偏差影响的计量特性(见3.1.21,表1)。 注:对于充满物镜人瞳的理想非相干光学系统,且当被测特征高度远小于入。时,PSI系统的横向周期限DLM取值 (3.1.17)至少是瑞利准则(3.3.7)取值的两倍

这些影响量来自仪器与被测样品之间的相互作用

附录 A (资料性) 相移干涉(PSI)显微镜的组件

PSI测量通常用窄带光源北园大街快速路工程施工组织设计方案,如激光、发光二极管(LED)、窄带滤波的白光源或谱线灯。照明光中 和带宽的准确度直接关系到PSI测量的总体准确度

PSI仪器的光学组件通常采用米劳(Mirau)、迈克尔逊(Michelson)或林尼克(Linnik)式干涉仪结 构[通常,托兰斯基(Tolansky)式干涉结构不会用于PSI仪器]。PSI仪器的照明和成像系统可包含附 加光学元件,以实现不同放大倍率的图像传感探测。 每种干涉仪结构中,被测表面都需与一个基准表面进行比较。因此,基准表面需要比被测表面更平 滑。当该条件无法满足时,需采用更先进的测量技术将基准表面的形貌从被测表面的形貌中分离出来。 其中一种先进的测量技术是基准表面平均技术,该技术在干涉仪中多次测量一个比基准表面更平 滑的表面,并通过平均得到基准表面的形貌。基准表面的测量结果储存在计算机系统中,并在后续的表 面测量结果中扣除该基准表面的影响。 绝对均方根测量技术可由被测表面两次测量的差值获得。这两次测量时被测表面所放置位置间距 要求大于光源的自相关长度。被测表面的均方根粗糙度(Sq)可通过测量差值的均方根并除以√2来评 估。需要注意的是,绝对均方根测量技术并不生成一个区域映射结果,而仅为被测表面的Sq。在某些 应用中,可使用与被测表面相匹配的基准表面。例如,在测量圆柱型表面结构时,采用圆柱形的基准表 面将是一个最佳选择。

表面轮廊可用线阵图像传感器来测量,区域表面结构可用面阵图像传感器来测量。图像传感器 间距和宽度是决定仪器空间分辨力的重要特征参数。

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