Temas Revestidos
Introducción
Retos de Altos Declives y Tosquedad
Maximización de la Señal
Conclusión
Sobre las Superficies Nanas de Bruker
Introducción
Los profilers Ópticos que emplean interferometría de la luz blanca son una de las herramientas más exactas y más flexibles de la metrología para la caracterización superficial tridimensional de la precisión. Son instrumentales en un rango increíblemente diverso de aplicaciones industriales, de la medición de las cargas de lectura/grabación del almacenamiento de datos o las paredes del cilindro de motores a la caracterización de los índices de sequía de pintura y los adhesivos, los grosores de línea del semiconductor y análisis de la separación, y metrología de los aparatos médicos.
Retos de Altos Declives y Tosquedad
Uno de los retos con cualquier medición óptica está caracterizando cualquier cosa con ángulos escarpados. Cuanto más grande es el campo visual de un sistema óptico, más inferior su apertura numérica será. Enciéndase que pulso una superficie con el objetivo del microscopio se debe cerco otra vez para el enfoque sobre una cámara para tramitar la información y crear la correspondencia superficial tridimensional deseada.
La Luz reflejada de superficies de un ángulo más alto que validadas por el objetivo del microscopio no cerco por el sistema óptico, haciendo la medición exacta imposible. Esta limitación de la metrología afecta a resultados en empapa y las superficies muy ásperas. Las superficies Escarpadas, tales como lentes, las rejillas, los dispositivos del microfluidics, y los rodamientos pueden tener áreas grandes del declive que no reflejen la luz nuevamente dentro de la óptica. Las superficies Ásperas también contienen muchos declives locales y, tienen generalmente menos ubicaciones que sean planas en cuanto a la óptica. Por Lo Tanto, mucha de la luz nunca cerco por el objetivo, y los datos resultantes faltan ruidosos o totalmente. El Cuadro 1 muestra los ángulos máximos teóricos de la colección para una variedad de objetivos interferométricos comunes del microscopio.
Magnificaciones Típicas del Cuadro 1., aperturas numéricas, y declives en las superficies lisas para los objetivos interferométricos
| Magnificación Objetivo | Apertura Numérica | Campo visual Nominal (milímetros) | Declive Máximo (grados) |
| 2,5 | 0,075 | 2,53 x 1,9 | 1,9 |
| 5 | 0,13 | 1,27 x 0,95 | 3,8 |
| 10 | 0,3 | 0,63 x 0,48 | 7,6 |
| 20 | 0,4 | 0,32 x 0,24 | 14,2 |
| 50 | 0,55 | 0,13 x 0,1 | 26,7 |
| 100 | 0,7 | 0,07 x 0,05 | 34,8 |
Afortunadamente, los límites en el Cuadro 1 solicitan estrictamente las superficies muy lisas, donde toda la luz que pulso la muestra de una única dirección refleja de distancia en una única dirección. Tales superficies aparecerían típicamente visualmente lisas, y tienen numéricamente tosquedad superficial menos de 10 nanómetros. Muchas superficies, determinado superficies de metal labradas a máquina, no son ésa lisa, y la luz que las pulso a partir de un ángulo se refleja a una variedad de ángulos. La luz dispersa se puede cerco por el microscopio en estas superficies más ásperas, y, si excede el ratio señal/ruido del sistema, exacta y cuantitativa la metrología superficial es posible.
El Cuadro 1 diagrams el camino pálido para las superficies lisas y ásperas escarpadas. Para una superficie lisa, la luz que sale el microscopio se va al mismo ángulo relativo que la luz entrante con intensidad igual. Para una superficie áspera, algo de la luz de salida se va al mismo ángulo relativo que la luz entrante, pero en una poca intensidad puesto que mucha de la luz se dispersa a través de muchos otros ángulos.
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Cuadro 1. Una superficie lisa (izquierda) reflejará toda la luz de incidente al mismo ángulo relativo que pulso la superficie. Una superficie áspera (correcta) reflejará algo de la luz esta manera, pero también dispersa una cantidad importante de luz a otros ángulos.
Maximización de la Señal
La última generación de Bruker de profilers ópticos se aprovecha de fuentes de luz avanzadas del LED, las cámaras superiores, los analizadores de la precisión, y electrónica y los algoritmos sofisticados de la ruido-reducción para maximizar su relación de transformación del ruido del lto- del signa. Los sistemas Actuales tienen un suelo del ruido más de dos productos que anteriores más inferiores de la generación de las épocas. Esto permite incluso mismo las pequeñas cantidades de luz cerco por el objetivo del microscopio para llevar al buen funcionamiento de la medición en una superficie.
El Cuadro 2 muestra una medición de una rosca de tornillo con un objetivo 20X con un límite teórico del declive de cerca de 17 grados. Los campos Múltiples se han cosido juntos para obtener una longitud de más de 4 milímetros a lo largo de la rosca de tornillo en una única imagen. Las Cuerdas De Rosca sobre 63 grados en declive se miden exactamente porque el de poco ruido del instrumento permite que la pequeña cantidad de luz dispersa cerco eficientemente para la metrología exacta. Con esta clase de configuración, los objetivos 50X pueden lograr declives sobre 70 grados, mientras que incluso un objetivo 5X puede lograr la mayoría de los datos hasta 30 grados y un ciertos datos en hacia arriba de 50 grados.
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Cuadro 2. Parte Superior: Las Mediciones de un tornillo del tono de 10m m que muestra declives de más de 63 grados se pueden medir incluso con un objetivo de la magnificación 20X. Parte Inferior: Medición de un cilindro labrado a máquina usando el objetivo 5X con el campo visual excesivo 1mm2; cerca de datos contínuos hasta cerca de 30 grados y de datos esporádicos hasta 50 grados de declive.
Para las superficies ásperas, la capacidad mejorada del ruido del signalto- significa que más datos cerco incluso en superficies extremadamente ásperas. El Cuadro 3 demuestra los datos realizables en dos superficies muy ásperas, un de cerámica con aproximadamente 4 micrones de tosquedad media y un tampón para pulir del CMP con más de 7 micrones de tosquedad media. Un lente de conversión del objetivo 20X y de campo 0.55X fue utilizado para lograr un campo visual de aproximadamente 0.5m m en una cara. Más el de 95% de cerámica y más el de 70% de la superficie de la pista lograron datos válidos de la medición, permitiendo la caracterización del rapid, exacta y repetible sobre campos bastante grandes. Los 2.os trazos en el Cuadro 4 ilustran cómo los declives locales pueden exceder importante el declive máximo teórico de 16,7 grados de ángulo del máximo. Los Ángulos hacia arriba de 50 grados se miden.
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Cuadro 3. metrología de la superficie Áspera del tampón de cerámica (superior) y para pulir (inferior), con los campos visuales de 0.42m m x 0.56m m.
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El Cuadro 4. 2.os trazos de la parte de cerámica que muestra declives locales de más de 50 grados puede ser caracterizado, que es mucho más alta que el límite declarado de 17 grados para este objetivo de la magnificación.
Conclusión
Los profilers ópticos Interferométricos pueden lograr mediciones de la resolución arriba lateral y vertical sobre rangos muy grandes. Con un sistema de poco ruido, la luz dispersa de superficies escarpadas o muy ásperas se puede cerco y utilizar para la caracterización superficial exacta. Los Declives hacia arriba de 70 grados son mensurables y las superficies con tosquedad por orden de 10 micrones con los declives locales muy altos pueden también ser caracterizadas. Las configuraciones Flexibles y una variedad de magnificaciones y de opciones objetivos permiten a estos instrumentos ser configuradas a las necesidades del mejor ajuste de la investigación a la aptitud completa de la pieza de la producción. En términos de declive, velocidad, repetibilidad y exactitud, los profilers ópticos interferométricos son las herramientas más flexibles y más efectivas de la metrología disponibles hoy.
Sobre las Superficies Nanas de Bruker
Bruker Nano proporciona a los productos Atómicos del Microscopio de la Fuerza/del Microscopio de la Antena de la Exploración (AFM/SPM) que se destacan de otros sistemas disponibles en el comercio para su diseño y facilidad de empleo robustos, mientras que mantiene el más de alta resolución. La carga de medición de NANOS, que es parte de todos nuestros instrumentos, emplea un interferómetro fibroóptico único para medir la desviación voladiza, que hace el compacto del ajuste tan que es no más grande que un objetivo estándar del microscopio de la investigación.
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Fuente: La “Interferometría De poco ruido Activa la Caracterización de Superficies Escarpadas y Ásperas”.
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