一款測量設(shè)備的性能表現(xiàn),很大程度上取決于其硬件配置的優(yōu)劣。Zygo 3D 光學輪廓儀 NewView™ 9000 在硬件選材與結(jié)構(gòu)設(shè)計上的精心考量,為其穩(wěn)定高效的測量能力提供了堅實保障。
光學系統(tǒng)作為 NewView™ 9000 的核心,在元件選擇上十分嚴格。其核心光學鏡片采用高純度熔融石英材質(zhì),這種材料具有極低的熱膨脹系數(shù)和良好的光學均勻性,能在溫度變化時保持穩(wěn)定的光學性能,減少因材料形變導致的光路偏移。鏡片表面經(jīng)過多層鍍膜處理,鍍膜材料選用高硬度的氧化物,不僅能提高光線透過率,減少反射損失,還能增強鏡片的耐磨性和抗腐蝕能力,延長使用壽命。
Mirau 干涉物鏡作為 Zygo 的部件,在材質(zhì)與結(jié)構(gòu)上頗具特色。物鏡鏡筒采用鈦合金打造,鈦合金不僅重量輕,還具有出色的機械強度和穩(wěn)定性,能有效抵抗外界振動對光學系統(tǒng)的影響。物鏡內(nèi)部的參考鏡選用高精度平面反射鏡,其平面度誤差控制在 0.1λ 以內(nèi)(λ=632.8nm),確保反射光線的穩(wěn)定性,為干涉條紋的清晰成像提供基礎(chǔ)。該物鏡有 5 倍、10 倍、20 倍、50 倍、100 倍等多種規(guī)格,滿足不同放大倍數(shù)的測量需求。
圖像采集組件同樣是硬件配置的亮點。NewView™ 9000 搭載 1200 萬像素高分辨率 CCD 相機,該相機采用全局快門設(shè)計,能有效避免滾動快門造成的圖像畸變,確??焖龠\動時的成像質(zhì)量。相機的像素尺寸為 5.5μm×5.5μm,配合高數(shù)值孔徑的物鏡,能實現(xiàn)較高的空間分辨率,捕捉樣品表面的細微結(jié)構(gòu)。相機的數(shù)據(jù)傳輸接口采用高速 USB 3.0 標準,單幀圖像的傳輸時間可控制在 0.1 秒以內(nèi),保證了測量的高效性。
樣品臺的設(shè)計充分考慮了測量的穩(wěn)定性與便利性。樣品臺臺面采用航空鋁合金材質(zhì),經(jīng)過精密加工,平面度誤差控制在 5μm/m 以內(nèi),為樣品提供平整的放置基礎(chǔ)。臺面表面覆蓋一層耐磨陶瓷涂層,陶瓷涂層硬度高、摩擦系數(shù)小,既能保護臺面免受樣品劃傷,又能減少樣品在測量過程中的滑動。樣品臺的驅(qū)動系統(tǒng)采用精密滾珠絲杠與伺服電機組合,X、Y 軸的移動范圍均為 300mm,定位精度可達 1μm,重復定位誤差小于 0.5μm,確保樣品能被精準移動到測量位置。
設(shè)備的機身結(jié)構(gòu)采用剛性框架設(shè)計,主體框架選用優(yōu)質(zhì)鋼材,經(jīng)過焊接和時效處理,消除內(nèi)應(yīng)力,確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。機身內(nèi)部安裝有多重減震裝置,包括空氣彈簧和橡膠減震墊,能有效吸收外界振動,將設(shè)備的振動幅度控制在 50nm 以內(nèi)。同時,機身配備獨立的恒溫控制系統(tǒng),通過精密溫控傳感器和加熱 / 制冷模塊,將內(nèi)部工作溫度穩(wěn)定在 23℃±0.1℃,減少溫度波動對光學系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)的影響。
在連接與擴展方面,NewView™ 9000 配備了豐富的接口,包括 USB 3.0、以太網(wǎng)、RS232 等,方便與計算機、打印機等外部設(shè)備連接。設(shè)備還支持多種可選配件,如自動聚焦模塊、激光定位器、大樣品載物臺等,用戶可根據(jù)實際需求進行擴展,提升設(shè)備的適用性。
這些硬件配置的優(yōu)勢,讓 NewView™ 9000 在電子半導體、光學制造、精密機械等多個領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用。無論是測量芯片表面的細微結(jié)構(gòu),還是檢測光學鏡片的平整度,它都能憑借穩(wěn)定的硬件性能,提供可靠的測量數(shù)據(jù)。