在相移激光干涉仪测量过程中,振动会带来相当大的挑战。如今,先进的干涉仪可以达到纳米级的测量精度。另一方面,如果在噪音大、动态高的制造环境中使用,那么明显的振动可能导致干涉仪容易出错。
振动的重要影响
在容易振动的环境中进行测量常常会出现条纹打印错误,从而导致数据质量不佳或无法获取信号。有一些解决方案试图改善恶劣的环境,以减轻其影响和不良后果——例如,有时为了建立一个“计量”级环境,需要将设施彻底翻新。克服这类负面影响的另一种方法是在一段时间内进行次重复测量,然后取平均值。这种方法的效果有限,而且可能需要很长的时间。
QPSI 技术可在恶劣环境中提供可靠的数据
高功率激光源可以作为防振解决方案的一部分,因为它们提供足够的功率,可以在光线充足时以更快的速度按下相机快门。这就意味着数据采集的速度更快、对振动的敏感性更低,因为测量所需时间变短了。
过去几年来,ZYGO 一直致力于消除振动的负面影响,从而开发出可在相对恶劣的制造环境中使用的数据采集技术解决方案。
除了为其干涉仪产品配备专有的高功率 HeNe 激光器外,ZYGO 还开发了 QPSI 和 FT-QPSI 解决方案。QPSI 数据采集是一种基于模型的方法,可以解决刚性体振动问题,并在不牺牲横向分辨率的情况下提高振动容限。它使用的设置与传统相移干涉仪(PSI)数据采集相同。
QPSI 技术能够消除微小振动导致的相位数据中的噪声和波纹打印并提供可靠的数据,而采用传统 PSI 数据采集方法则会产生“噪声”。QPSI 测量不需要特殊设置或校准,周期时间通常与标准 PSI 测量相当。在存在制造设备振动的情况下,QPSI 能够实现可靠的高精度测量。
然而,QPSI 数据采集仅支持两个表面空腔,也就是一个干涉特性图。为了解决这个问题,ZYGO 为 MST 干涉仪引入了 FT-QPSI 采集,这种测量模式能够同时进行正面和背面测量、光学厚度变化测量以及均匀性测量。
概要
干涉测量的精确性也可能成为一个致命的弱点,因为即使是微小的环境振动也会使测量结果失真。随着干涉测量技术以及其他高精度计量解决方案越来越多地应用于生产过程和生产车间,振动仍然是工程师和质量经理关心的问题。