共聚焦白光干涉儀的結構、原理與操作指南

　　一、結構

　　共聚焦白光干涉儀(雖然通常直接稱為白光干涉儀，但“共聚焦"可能指的是其聚焦和測量過程中的一個特性)主要由以下幾個關鍵系統構成：

　　照明光源系統：通常采用高亮度LED光源，Sensofar采用4色LED光源（紅、綠、藍、白），這一系統負責提供穩定、均勻的光源，用于后續的共聚焦、白光干涉、相位移干涉和多焦面疊加測量。

　　光學成像系統：該系統采用無限遠光學成像方式，由顯微物鏡和成像目鏡(或現代設計中可能采用的CCD相機)組成。它負責接收從樣品和參考鏡反射回來的光線，并形成清晰的圖像或干涉條紋。

　　垂直掃描控制系統：該系統能夠精密驅動顯微物鏡上下移動，以便在測量過程中調整焦距和掃描范圍。其移動范圍可達40mm；相位移模式下，精度最高可達0.01nm；

　　數據處理系統：這是儀器的核心部分，由計算機和數字信號協處理器構成。計算機負責采集一系列原始圖像數據，而數字信號協處理器則負責完成復雜的數據解析和處理工作。

　　應用軟件：提供操作控制、結果顯示及后處理功能。用戶可以通過軟件控制儀器的測量過程，并以三維立體、二維平面或斷面分布曲線等方式實時查看測量結果。此外，軟件還支持對測量結果進行進一步的修正和處理。

　　二、原理

　　白光干涉儀的測量原理基于光學干涉現象。光源發出的光經過擴束準直后，通過分光棱鏡(或分光鏡)被分成兩束光：一束投射到被測樣品表面，另一束投射到參考鏡表面。兩束光分別從樣品和參考鏡表面反射回來，再次通過分光棱鏡后匯聚成一束光，并在CCD相機感光面上形成兩個疊加的像。由于兩束光的光程差不同，它們會在CCD相機上產生明暗相間的干涉條紋。干涉條紋的亮度取決于兩束光的光程差，因此通過分析干涉條紋的明暗度及位置變化，可以解析出被測樣品的相對高度或三維形貌。

　　三、操作指南(以S neox系列為例)

　　儀器準備：確保儀器放置在干燥、清潔、無振動的環境中。檢查各部件是否連接正確，光學零件是否清潔無污。

　　開機與初始化：打開儀器電源，啟動計算機及數據處理軟件。根據軟件提示進行初始化設置，包括選擇測量模式、設置掃描參數等。

　　樣品放置及調平：將被測樣品放置在載物臺上，并調整樣品位置使其中心與載物臺中心重合。使用操縱桿或旋鈕調整鏡頭高度，通過共聚焦模式找到焦面，再電動切換到白光干涉鏡頭，因為鏡頭齊焦，干涉鏡頭也在焦面位置，即可快速找到清晰的干涉條紋，通過調整傾斜臺，快速將干涉條紋調整到合適狀態。

　　測量設置：在軟件中設置好掃描方式和掃描范圍。根據需要選擇自動或手動測量模式，并設置相應的測量參數。

　　開始測量：點擊軟件中的測量按鈕開始測量過程。儀器將自動完成對焦、找條紋、掃描等操作，并實時顯示測量結果。

　　結果處理：測量完成后，軟件將顯示測量結果的三維立體圖、二維平面圖或斷面分布曲線。用戶可以對結果進行進一步的分析、修正和處理，如去除噪聲、平滑處理等。

　　關機與維護：測量結束后關閉儀器電源和軟件。定期對儀器進行清潔和維護保養，確保儀器處于良好的工作狀態。

　　請注意，以上操作指南僅供參考，具體操作步驟可能因不同型號的白光干涉儀而有所差異。在實際操作中應參考儀器隨附的操作手冊或聯系儀器制造商獲取詳細的操作指導。