白光干涉共聚焦輪廓儀（White Light Interference Confocal Profiler）是一種集非接觸式光學干涉與激光共聚焦技術于一體的高精度三維表面形貌測量設備。它專為解決傳統接觸式觸針儀易劃傷樣品、無法測量軟質或脆弱材料，以及普通光學顯微鏡景深不足等痛點而設計，廣泛應用于半導體、精密光學、微機電系統（MEMS）、生物醫學及新材料研發領域。

　　這種“干涉+共聚焦”的融合設計，使得儀器具備超大的動態范圍。它既能像顯微鏡一樣觀測微米級的粗糙度細節，又能像輪廓儀一樣測量高達數毫米的陡峭臺階或深槽，實現了從微觀粗糙度到宏觀幾何尺寸的無縫銜接。此外，由于采用非接觸測量方式，完q避免了探針磨損和樣品損傷問題，特別適合測量高反光、透明、柔軟或易碎的表面。

　　白光干涉共聚焦輪廓儀的組成部分詳解：

　　一、主機機架與防震基座

　　精密鑄鐵主機框架

　　高剛性一體鑄造，杜絕機身形變，保證光路長期穩定；內部密封防塵，防止粉塵污染鏡片。

　　防震隔振平臺

　　分氣浮隔振/橡膠減震兩類，隔絕地面震動、風機、機床振動，避免干涉條紋抖動、共聚焦成像模糊；純干涉測量對隔振要求更高。

　　支撐調節底座

　　水平調節腳輪，可校準整機水平，搭配定位鎖止，方便搬運與固定。

　　二、雙模式復合光學頭部（核心光路單元）

　　集成白光干涉、轉盤共聚焦兩套光路，共用物鏡組，一鍵切換模式：

　　1.寬光譜白光光源系統

　　高亮度LED白光光源（400–700nm連續寬光譜），無激光相干偽影；

　　可調光闌、亮度調節器，適配鏡面高反射、深色弱反射各類樣品；

　　分光耦合組件，將白光同時分配至干涉光路與共聚焦光路。

　　2.共聚焦光路組件（轉盤式共聚焦）

　　高速Nipkow針孔旋轉盤：過濾離焦雜散光，實現層切掃描，還原陡峭側壁形貌；

　　共聚焦分光鏡、熒光/彩色成像濾光片組，支持真彩色3D形貌拍攝；

　　高速信號采集光路，提升深色、啞光樣品信噪比。

　　3.白光干涉光路組件（WLI模塊）

　　干涉分光棱鏡（參考臂+測量臂）：一束光打在標準參考鏡，一束照射樣品表面，反射光產生干涉條紋；

　　標準參考鏡：超高平面度光學基準，決定納米級高度測量精度；

　　相位調制補償元件，消除傾斜、曲率帶來的干涉失真。

　　4.多倍率物鏡轉換塔

　　電動六孔物鏡轉盤，自動切換物鏡，常用規格：2.5×、5×、10×、20×、50×、100×；

　　物鏡兼具干涉測量與共聚焦成像功能，高數值孔徑NA物鏡兼顧橫向分辨率與陡壁采集能力。

　　三、Z軸納米精密掃描單元（高度測量核心）

　　壓電陶瓷PZT掃描臺

　　納米級垂直驅動，行程數百微米，步進精度0.1nm，實現分層掃描采集干涉/共聚焦層圖像；響應速度快，無機械回程間隙。

　　Z軸粗調升降機構

　　伺服電機粗調，大范圍升降適配高低不同樣品，快速完成初始對焦。

　　光柵閉環位移傳感器

　　實時反饋Z軸高度位置，閉環控制，保證臺階高度、膜厚測量重復性。

　　四、XY全自動電動載臺（樣品運動系統）

　　高精度線性導軌+伺服驅動

　　微米級重復定位，支持大面積拼接掃描；行程分小尺寸（50×50mm）、中大尺寸（150×150mm、300×300mm）可選。

　　真空吸附/機械夾具工裝

　　真空吸盤固定晶圓、玻璃薄片；可調壓塊夾持金屬、硬質板材；適配薄片、異形、大塊工件。

　　原點限位、防撞感應傳感器

　　自動尋原點，運動極限防撞保護，防止物鏡撞擊樣品。

　　五、圖像采集與光電探測系統

　　高分辨率工業CMOS相機

　　高速面陣探測器，同步采集干涉條紋圖像、共聚焦分層彩色圖像；高動態范圍，兼顧強光鏡面與弱反射深色試樣。

　　圖像傳輸采集卡

　　高速數據傳輸，實時將原始形貌圖像上傳工控主機，無延遲、無信號丟失。

　　六、工控硬件與控制系統

　　工業控制主機：獨立運算處理，大容量硬盤存儲3D形貌原始數據；

　　運動控制卡：統一控制Z軸PZT、物鏡轉盤、XY載臺、光源、針孔轉盤；

　　觸控顯示器、操作鼠標鍵盤，人機交互終端；

　　外接接口：USB、網口，支持數據導出、外接打印機、U盤存檔。

　　七、專業3D形貌分析軟件系統（軟件組成）

　　設備驅動控制模塊：光源調節、模式切換、自動對焦、掃描參數設置、批量檢測程序存儲；

　　圖像預處理模塊：校平、去傾斜、降噪、去除波紋、邊緣增強、拼接融合；

　　幾何計量模塊：臺階高度、槽深、孔徑、線寬、凸點高度、平面度、翹曲度、體積、面積、間隙；

　　粗糙度分析模塊：符合GB/ISO/ASME標準，輸出Sa、Sq、Sz、Ra、Rz等2D/3D粗糙度參數；

　　報表輸出模塊：3D云圖、彩色形貌圖、剖面曲線圖，自動生成PDF/Excel檢測報告，帶溯源時間戳；

　　程序庫模塊：存儲半導體、3C、光學、新能源等行業專用檢測流程，一鍵調用批量檢測。

　　八、輔助配套附件

　　標準校準片：臺階標準塊、粗糙度標準樣板，用于設備精度定期校驗；

　　清潔耗材：無塵布、無水乙醇、鏡頭紙，用于物鏡、參考鏡日常清潔；

　　防塵罩：整機光學防護，停機隔絕粉塵；

　　防靜電套件：防靜電手環、防靜電臺墊，適配半導體晶圓檢測；

　　外接氣源（氣浮隔振款）：空壓機、調壓過濾閥，為隔振平臺供氣。