布魯克三維光學(xué)輪廓儀基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與核心組件
布魯克ContourX-200三維光學(xué)輪廓儀是一款面向微納尺度表面形貌測(cè)量的精密儀器,主要服務(wù)于半導(dǎo)體、光學(xué)元件及*材料領(lǐng)域的研發(fā)與質(zhì)量控制場(chǎng)景。

其設(shè)計(jì)兼顧功能集成與操作便捷性,核心組件協(xié)同工作,為高分辨率表面數(shù)據(jù)采集提供穩(wěn)定支撐。從外觀結(jié)構(gòu)看,設(shè)備主體采用緊湊式布局,尺寸約450mm×350mm×400mm(長(zhǎng)×寬×高),重量約25kg,適合實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面或超凈間環(huán)境擺放。外殼框架選用航空級(jí)鋁合金材質(zhì),經(jīng)CNC精密加工后陽(yáng)極氧化處理,既保證結(jié)構(gòu)剛性,又通過(guò)表面氧化層(厚度約15μm)提升抗腐蝕能力。操作面板集成觸控屏與實(shí)體按鍵,用戶可直接調(diào)用預(yù)設(shè)測(cè)量程序或自定義參數(shù),界面設(shè)計(jì)符合人體工學(xué),降低學(xué)習(xí)成本。核心光學(xué)系統(tǒng)是該儀器的“心臟",采用白光干涉(WLI)與共聚焦顯微技術(shù)結(jié)合的方案。光源為寬譜白光LED,經(jīng)分光棱鏡分為參考光束與樣品光束,通過(guò)高精度壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考鏡,實(shí)現(xiàn)納米級(jí)光程差調(diào)節(jié),最終在CCD相機(jī)上形成干涉條紋。共聚焦模塊則通過(guò)針孔濾波消除離焦信號(hào),提升橫向分辨率。鏡頭配置支持5×至100×物鏡切換,覆蓋從宏觀輪廓到微觀細(xì)節(jié)的多尺度測(cè)量需求。機(jī)械運(yùn)動(dòng)平臺(tái)采用線性電機(jī)驅(qū)動(dòng),行程范圍100mm×100mm,定位精度達(dá)±1μm,重復(fù)定位精度±0.5μm。平臺(tái)表面配備真空吸附夾具,可固定不規(guī)則樣品(如曲面透鏡),避免測(cè)量過(guò)程中位移偏差。此外,設(shè)備內(nèi)置環(huán)境傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室溫濕度(精度±0.5℃、±2%RH),并通過(guò)軟件補(bǔ)償環(huán)境波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在用途方面,ContourX-200可完成半導(dǎo)體晶圓表面粗糙度分析(Ra低至0.1nm)、光學(xué)鏡片曲率半徑測(cè)量(差<0.5%)、MEMS器件三維形貌重建等任務(wù)。例如,在微透鏡陣列檢測(cè)中,通過(guò)100×物鏡與共聚焦技術(shù)結(jié)合,可清晰分辨相鄰?fù)哥R間的高度差(最小可測(cè)0.5μm),為光學(xué)性能優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。總體而言,ContourX-200通過(guò)光學(xué)、機(jī)械與電子系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì),在小型化機(jī)身內(nèi)實(shí)現(xiàn)了多尺度、高分辨率的表面測(cè)量能力,是微納領(lǐng)域表面分析的實(shí)用工具。
布魯克三維光學(xué)輪廓儀基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與核心組件