西班牙Sensofar相位差干涉模式介绍

西班牙Sensofar公司推出的S neox是一款高精度的三维共聚焦白光干涉仪，广泛应用于表面形貌测量领域。该设备集成了多种*的测量技术，包括白光干涉模式、相位差干涉模式、共聚焦模式和多焦面叠加模式，能够满足不同材质、结构、表面粗糙度和波度的测量需求。

一、白光干涉模式（VSI）

白光干涉模式（Vertical Scanning Interferometry, VSI）是一种基于白光干涉原理的测量技术，适用于光滑表面或适度粗糙表面的高度测量。其工作原理是通过将样品表面与参考镜面之间的光程差转换为干涉条纹的对比度变化，从而获取表面高度信息

。在VSI模式下，S neox能够提供纳米级的纵向分辨率，且在任何放大倍数下都能保持这一精度。此外，VSI模式的测量范围理论上是无限的，但在实际应用中受限于物镜的工作距离

。该模式特别适用于需要高精度测量的场合，如半导体制造、光学元件加工等

二、相位差干涉模式（PSI）

相位差干涉模式（Phase Shift Interferometry, PSI）是一种亚纳米级精度的测量技术，主要用于测量非常光滑和连续的表面高度。PSI的工作原理是通过引入已知的相位差，使样品表面的光程差发生变化，从而形成干涉条纹。通过分析这些干涉条纹的变化，可以精确地计算出样品表面的高度信息

。PSI模式的优势在于其在任何放大倍数下都能提供亚纳米级的纵向分辨率，即使使用2.5倍的镜头也能实现大视场范围内的高精度测量。此外，PSI模式还能够测量具有较大斜率的表面，如70°的光滑表面

。这种模式特别适用于需要精度的表面测量，如精密光学元件、半导体晶圆等

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三、共聚焦模式

共聚焦模式是一种基于共聚焦原理的测量技术，能够提供高横向分辨率的表面形貌测量。共聚焦技术通过将样品表面的光束聚焦到一个点，并通过检测反射光的强度来确定表面高度

。S neox的共聚焦模式具有高达0.10um的横向分辨率，适用于临界尺寸测量，Z轴测量重复性在纳米级别。该模式特别适用于测量高斜率表面，如70°的光滑表面

。此外，共聚焦模式还能够提供真彩色图像，使用户能够直观地观察样品的表面细节。

四、多焦面叠加模式

多焦面叠加模式（Multi-Focus Superposition, MFSP）是一种用于测量非常粗糙表面的*技术。该模式通过在不同焦距下采集多个图像，并将这些图像叠加起来，以获得更全面的表面形貌信息

。MFSP模式的优势在于其快速扫描能力和大扫描范围，能够快速测量大面积的表面形貌

。此外，该模式还支持高达86°的斜率测量，适用于工件和模具的测量

。MFSP模式特别适用于需要快速测量大面积表面的场合，如汽车零部件、建筑石材等

五、干涉原理

干涉原理是S neox的核心技术之一，它通过将样品表面的光程差与参考镜面的光程差进行比较，从而获取表面高度信息。干涉仪中，光束穿过分光镜，分别照射到样品表面和一个内置的参考镜片，两路光线反射后形成干涉条纹

。通过分析这些干涉条纹的变化，可以精确地计算出样品表面的高度信息。干涉技术的优势在于其高精度和高分辨率，能够实现亚纳米级的纵向分辨率

。此外，干涉技术还能够测量各种表面的微几何和纳米几何结构，适用于从极粗糙到高反射表面的测量。

六、八部位移法

八部位移法（Eight-Step Phase Shifting）是一种用于提高干涉测量精度的技术。该方法通过引入八个不同的相位差，使样品表面的光程差发生变化，从而形成干涉条纹。通过分析这些干涉条纹的变化，可以更精确地计算出样品表面的高度信息。八部位移法的优势在于其能够有效减少测量误差，提高测量精度。该方法特别适用于需要高精度测量的场合，如精密光学元件、半导体晶圆等

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七、总结

西班牙Sensofar S neox是一款集成了多种*测量技术的高精度三维共聚焦白光干涉仪。它通过白光干涉模式、相位差干涉模式、共聚焦模式和多焦面叠加模式，能够满足不同材质、结构、表面粗糙度和波度的测量需求。S neox的干涉原理基于光程差的测量，能够提供亚纳米级的纵向分辨率，适用于各种表面的高精度测量。此外，S neox还采用了八部位移法，进一步提高了测量精度。该设备广泛应用于半导体、生物医药、能源等领域，是现代精密测量技术的重要工具

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西班牙Sensofar相位差干涉模式介绍