一、概述 4
Yx\U  
FV]
;od&c  
機械零件的表面加工質(zhì)量不僅直接影響零件的使用性能，而且對產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性及壽命也至關重要。隨著超精密加工技術的飛速發(fā)展，超精密加工表面的微觀形貌測量已成為超精密加工領域中亟待解決的關鍵課題。 OZCbMeB{+J  
]A
.tauSW  
超精密加工表面極為光滑，表面粗糙度Ra值在幾分之一納米到十幾納米之間。加工超光滑表面的材料主要有光學玻璃、有機玻璃、石英玻璃等光學材料，鍺、硅等半導體材料及銅、鋁等金屬材料。表面微觀形貌測量的傳統(tǒng)方法是機械觸針法，該方法可通過觸測直接獲得被測表面某一截面的輪廓曲線，經(jīng)計算機進行數(shù)據(jù)處理分析，可得到接近真實輪廓的各種表面特征參數(shù)。雖然該類儀器具有較高分辨率及較大量程（如Talystep觸針式輪廓儀分辨率可達0.1nm，測量范圍可達100μm），但由于測量時尖銳的金剛石觸針極易劃傷被測樣件的超光滑表面并引起測量誤差，因此其在超精密表面測量中的應用受到一定限制。近年來，掃描隧道顯微鏡（STM）及其衍生物原子力顯微鏡（AFM）的出現(xiàn)，使表面微觀輪廓測量技術發(fā)生了革命性變革。該類儀器不但具有可達原子尺度的超高分辨率（橫向分辨率0．1nm，垂直分辨率0．01nm），還能獲得關于被測表面原子結(jié)構(gòu)及功能特性的大量信息。但STM和AFM對測量環(huán)境要求苛刻，需要采取良好的隔振措施和配備復雜的傳感器運動伺服控制系統(tǒng)，且儀器價格昂貴，測量范圍也較小，在實際應用中還需解決精密隔振技術、壓電陶瓷的控制等技術難題。自1960年激光器問世以來，由于激光具有單色性、相干性和方向性好、光強度高等特點，很快成為精密光學測量的理想光源，各種類型的激光干涉儀均以真空中的激光波長作為長度測量基準。主要采用激光作為測量光源的表面微觀形貌光學測量方法不僅能實現(xiàn)高精度的快速非接觸測量，而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，因此在超精密表面非接觸測量領域得到了迅速發(fā)展。目前較為成熟的光學測量方法主要有差頻法、掃描法、干涉法、衍射法等，同時一些新的方法正在研究開發(fā)之中。下面介紹幾種較為典型的光學測量方法。 Xlp