的表面轮廓粗糙度测量仪、 基于移频光外差技术的移频光外差轮廓测量仪等。 以上所有方法 都用激光做光源，这样也就导没有办法进行测量，并且测量出来的误差较大。国外，该技术研究 己有较长时间，形成了较大规模。但这些仪器购买起来价格非常昂贵，这导致在中国市场无 法得到广泛使用。  微表面三维形貌检测的意义

  SuperView W1 1200 光学 3D 表面轮廓仪广泛应用于半导体工艺检测、超精密加工、 纳米材料、光学加工、集成电路工艺检测、汽车零部件、机器人、MEMS 器件检测、薄膜检

  测、航空航天、国防军工、科研院所等行业及领域中。可测各类从光滑到粗糙的物体表面， 从纳米到微米级别工件的轮廓、线粗糙度、面粗糙度，提供依据 ISO/ASME/EUR/GBT 四 大国内外标准共计 300 余种 2D、3D 参数作为评价标准。

  非接触测量表面， 需有高精度调焦 系统 精度高，但是操作 复杂，技术存在一 定的难题，并且操 作环境要求很高 适合定性侧量，真 空环境操作，操作 复杂，测量费时 非接触、 测量速度快等特点， 可用于测 量软质材料、 镀膜表面、 硬质合金材料、 易弹性变形材料的结构表面， 但对微观 倾斜度有要求。

  测量技术发展至今， 对机械构件表面微观形貌三维检测的技术有很多， 根据其微观表面 纵向高精度的检测技术原理，大致可以把它们分为五类，如下表所示： 方法 主要特征 探针与机械被侧面接触并 沿其表面移动，机械表面 凸凹不平就转化成为探针 垂直位移 类似机械探针式，只是探 针为聚集光束（物镜焦点 的偏移量反应表面形貌） 通过探针与被测面之间各 种相互作用表现的不同特 性做测量（基于全量子 隧道效应） 利用聚焦非常细的电子束 来作为电子探针做测量 优缺点 接触测量表面，易 导致被测面损伤

  级测量的检测仪器。它是以白光干涉技术为原理、结合精密 Z 向扫描模块、3D 建模算法等 对器件表面进行非接触式扫描并建立表面 3D 图像，通过系统软件对器件表面 3D 图像进行 数据处理与分析，并获取反映器件表面质量的 2D、3D 参数，从而实现器件表面形貌的 3D 测量的光学检测仪器。 SuperView W1 1200 光学 3D 表面轮廓仪只需操作者装好被测器件，在软件测量界面 上设置好视场参数，调整镜头到接近器件表面，选择自动聚焦，仪器会对器件表面进行自动 对焦并找到干涉条纹，调节好干涉条纹宽度后即可开始进行扫描测量；扫描结束后，软件分 析界面自动生成器件 3D 图像，操作者可通过软件对生成的 3D 形貌进行数据处理与分析， 获取表征器件表面线D 参数。 SuperView W1 1200 光学 3D 表面轮廓仪采用光学非接触式测量方法， 它具有测量精 度高、使用方便、分析功能强大、测量参数齐全等优点，其独特的光源模式，保证了它能够 适用于从光滑到粗糙等各种精密器件的表面质量检测。 系统软件为简体中文操作系统，操作方便。

  要反映机械零件表面上微观几何形状误差， 作为机械零件二维表面形貌， 其表面粗糙度 可作为一个重要的指标，机械和仪器的使用性能和使用寿命将受表面粗糙度的直接影响。 随着科技的进一步向前发展，微、精、细零件加工技术也得到了逐步的丰富与精细，对 其微观机械构件表面形貌主要体现外在表面特征，一般是有化学加工、喷镀涂层、机械加工 等工艺手段完成；因此这些表面与材料内在的化学成分、残余应力、硬度等其微观机械特性 有关。许多配合、非配合、非接触零件的使用性能都与表面形貌有着重要关系  微表面三维形貌的测量方法

  下面我就具体介绍一下光学 3D 表面轮廓仪（白光干涉仪）的工作原理和典型应用。

  光学 3D 表面轮廓仪 SuperView W1 1200 光学 3D 表面轮廓仪是一款用于对各种精密器件表面进行亚纳米

  早期,对于试件表面微观的量度，只能依靠触觉、视觉、直接触摸或目测等简单的方法 来判断，随着社会慢慢发展，就出现采用显微镜的方法进行。上面这些方法只能够对试件表 面微观定性做出简单评定。 德国人 G.Schmalz， 在 1929 年第一次对机械构件微观表面高度定量的进行了评定。 在几 年后，构件表面粗糙度测量仪、触针式表面粗糙度测量仪等都相继在车间中出现。随之，中 国也也出现了自行设计、生产的压电式的 GJD-5A 型表面粗糙度测量仪及电感式的 BCJ-2 型 表面粗糙度测量仪。这些表面测量轮廓仪都是触针式，具有测量速度快、操作起来方便等优 点。但是，这类测量仪是采用触针的方式做测量，对被测表面会产生损伤，这样将影响到 测量精度， 所以对于塑料、 轻金属以及精加工表面而言， 此类触针式表面轮廓仪是不适用的。 随着光学方面技术的发展， 非接触式的光学表面粗糙度测量仪逐渐问世。 苏联与德国在 五十年代相继研制出干涉显微镜， 而美国很快研制出了三维表面针式轮廓仪； 中国在六十年 代也自行研制出来 6J 型的干涉显微镜及 91 型的光切显微镜。然而，以上这些构件表面测量 仪，只是针对较水平的表面，并且其测量效率及测量精度都较低。 七十年代后，伴着精密仪器及微电子技术的兴起，诞生了一系列的表面测量方法。美国 首次研制出了 Talysurf-5 型测量仪，该仪器的分辨率达到了 1nm，可以实现对构件表面轮廓 的测量，且可进行参数显示、分析及快速傅立叶运算。英国也研制出了一种粗糙度测量仪， 横向放大倍数范围 2000~5000，纵向放大倍数范围 80~100 万，测量精度高达 1~2%。随着精 密仪器及微电子技术的进一步发展，出现了扫描电子显微镜，该测量仪具有极高分辨率，可 实现无接触测量及定量评定。在 1970 年，Meadows 和 Takasaki 报道中诞生了一种三维表面 轮廓成像技术---即基于光学条纹图分析原理的测量技术。 他们可以从调制变形的莫尔条纹图 中提取到相位信息， 并把它们转换为物体三维轮廓---即基于莫尔条纹阴影等高线图形的方法 显示其物体的三维图像。 自这以后， 采用光学成像技术测量物体表面形貌的方法得到了较高 的重视， 并且逐渐出现了实用化。 莫尔轮廓术为光学成像技术测量物体表面轮廓形貌奠定了 基础，使其只需获得物体的测量图像即可知物体的三维信息。1976 年，美国又研制出了三 维表面粗糙度测量仪，它为通过计算机来控制；随着科学技术的进一步发展，基于白光干涉术的 三维表面形貌检测方法诞生了。 人们对三维空间表面的测量技术的研究是从九十年代初开始 的，一般都是采用触针式测量仪，该测量仪无法克服对测量表面造成损坏的缺点，于是人们 又开始着手研究其三维空间表面的非接触式测量技术，现己有多种较成熟的测量方法，如： 傅立叶变换轮廓法、光差拍法、全息干涉法、莫尔图法、光切法、相移干涉法、正弦相位调 制干涉法、散斑法等，根据光学方法具有的高灵敏性、非接触性、高精度性等特点，使得其 技术在实际应用中产生了重大意义。 然而， 中国目前使用光学技术办法来进行测量仅处于实验研究阶段， 通常采用下面这几种 测量仪： 基于共光路干涉术的高分辨率光学轮廓测量仪、 基于相移干涉术的高精度非接触式