了解ZYGO 3D光學輪廓儀ZeGage Pro
在微觀形貌測量領域，三維光學輪廓儀是一種常見工具，它以非接觸方式獲取表面高度信息。ZYGO公司推出的ZeGage Pro是這一類設備中的一款產品，它基于白光干涉技術，旨在為精密制造與研發提供表面三維形貌的測量方案。
該設備的核心測量原理是白光掃描干涉術。它采用寬帶光源，光束通過干涉顯微物鏡后分為兩路：一路到達參考鏡，另一路到達樣品表面。兩路反射光重新匯合后產生干涉。由于白光相干長度較短，只有在光程差近乎為零的區域，干涉條紋的對比度才最為清晰。通過精密控制樣品或物鏡在垂直方向進行掃描，系統會采集一系列干涉圖像。軟件算法通過分析每個像素點光強隨掃描位置的變化，定位出干涉信號對比度峰值，從而精確確定該點的高度值。最終，所有像素點的高度信息被合成一幅完整的三維表面形貌圖。
從結構上看，ZeGage Pro通常將光學干涉系統、高穩定性掃描機構、樣品臺以及控制與分析軟件集成在一個相對緊湊的機箱內。其設計考慮了減少環境振動和溫度波動的影響，以支持穩定測量。用戶通過計算機軟件界面控制整個測量過程，從觀察定位、參數設置、掃描執行到數據分析，均可在同一環境中完成。
在功能應用方面，該儀器適用于需要對表面微觀特征進行定量評估的場景。例如，在光學元件制造中，可用于測量透鏡、棱鏡等元件表面的面形誤差和微觀粗糙度；在半導體領域，有助于監控晶圓表面薄膜的厚度均勻性及刻蝕結構的形貌；在精密加工行業，能夠評估機械零件經過拋光、研磨等工序后的表面質量。其非接觸的特性也使其適合測量柔軟或易劃傷的材料。
使用ZeGage Pro進行測量，一般始于樣品準備與放置。確保樣品表面清潔并穩固放置后，用戶可通過軟件實時預覽圖像進行對焦和定位。隨后，根據樣品表面特性（如反射率、粗糙度）和測量目標，設置合適的垂直掃描范圍、采樣密度等參數。啟動掃描后，設備自動完成數據采集與處理，生成三維形貌數據。
數據分析是獲得結果的關鍵環節。軟件提供了豐富的工具，用戶不僅可以旋轉、縮放三維形貌圖進行多角度觀察，還能執行多種定量分析。這包括提取任意位置的二維截面輪廓，測量臺階高度、線寬、角度等幾何尺寸，以及按照國際標準計算表面粗糙度與紋理參數。測量結果可以保存為工程文件，并生成包含圖像、數據和圖表的定制化報告。
為了適應不同的測量需求，該設備通常支持配備多種放大倍率和數值孔徑的干涉物鏡。低倍物鏡提供較大視場，用于整體觀察；高倍物鏡則能分辨更細微的結構。自動化的樣品臺和多點測量程序有助于提升重復性檢測的效率。
總而言之，ZYGO 3D光學輪廓儀ZeGage Pro是一款基于白光干涉原理的表面三維測量設備。它致力于為工業檢測、研發分析和質量控制等環節中需要量化表面微觀形貌的用戶，提供一個集成了數據采集、處理和報告功能的系統。其設計著眼于在測量范圍、分辨率和操作流程之間取得平衡，以期應對多樣化的表面計量任務。
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