应用分享|Sensofar 3D光学轮廓仪在微透镜阵列表征上的应用-夜雨聆风

应用分享|Sensofar 3D光学轮廓仪在微透镜阵列表征上的应用

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经验荟萃

FRIDAY

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仪器设备介绍

产品简介

S-neox在半导体、光学器件、材料、超精密加工、航空航天等领域被广泛应用。能够观测产品材料的表面形貌和轮廓尺寸；能够实现产品结构的2D尺寸、3D尺寸测量；能够实现图像的自动拼接；

该设备具有高分辨率、大景深观察，纵向分辨率达0.01nm；能够进行表面粗糙度、台阶高度等微结构测量；

设备同时拥有白光干涉、相位差干涉、共聚焦、多焦面叠加等几种不同的测量功能技术，在使用中可以一键切换几种不同的测量模式，针对不同表面结构和不同精度要求的产品都能完成测量分析。

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微透镜阵列三维精准表征

微透镜阵列作为光学系统的核心元件，通常由数百至数千个微米级透镜单元规则排列组成，广泛应用于成像系统、光通信、光学传感器等领域。其表面三维形貌参数（包括曲率半径、面型误差、中心厚度、表面粗糙度等）直接决定光学系统的聚焦性能、成像质量及光能利用效率。

白光干涉仪S neox凭借其非接触、高精度、三维成像的独特优势，成为微透镜阵列表征的可靠测量方案。

亚纳米级精度：

解锁微观形貌的“密码”

微透镜阵列的测量需满足三大核心需求：高精度三维参数提取、大面积快速检测、非接触无损测量。传统探针式轮廓仪虽精度较高，但接触式测量易划伤光学表面，且难以高效获取阵列单元的三维面型；激光共聚焦显微镜横向分辨率可达亚微米级，但纵向分辨率通常在纳米至亚纳米量级波动，难以满足曲率半径精确计算对高度数据稳定性的严苛要求。

S neox白光干涉仪通过共聚焦与白光干涉双模式融合技术，将纵向分辨率提升至0.1nm，横向分辨率达0.1μm，以非接触方式清晰捕捉纳米级表面起伏。例如，在50×50单元、口径50μm的聚合物微透镜阵列测量中，S neox成功识别出3个面型误差超标的单元，测得平均曲率半径与设计值偏差仅0.8%，粗糙度Ra均小于5nm，为工艺优化提供了精准数据支撑。

智能扫描：效率与精度的平衡

针对微透镜阵列的大面积检测需求，S neox采用高精度图像拼接技术，结合500μm行程的压电陶瓷扫描台，实现毫米级视场的一次性覆盖。以10×10阵列、口径100μm的微透镜为例，单次扫描仅需30秒，较传统探针式测量效率提升数十倍。其智能操作界面支持一键自动聚焦与扫描，自动化程序可批量识别阵列单元并自动提取关键参数，大幅降低人工干预程度。在玻璃材质微透镜阵列测量中，通过优化照明与信号采集策略有效抑制透射光干扰，测量重复性标准差控制在3nm以内，确保数据稳定可靠。

多场景适配：

从实验室到产线的全链路支持

S neox的模块化设计支持AI多焦面叠加技术，可扩展测量范围至86°局部表面斜率，适配玻璃、聚合物、半导体等多种材料类型。对于透明材质微透镜，可通过调整LED光源波长或采用反射式测量模式，有效抑制透射光对干涉信号的干扰；针对边缘陡峭坡度导致的干涉条纹对比度下降问题，采用多角度照明优化或减小扫描步长（如5nm/步）以提升边缘区域数据质量。在汽车发动机缸套表面纹理评估应用中，S neox可同时表征微米级油槽深度与毫米级缸套直径，展现跨尺度三维测量能力。