Sensofar 白光干涉S neox儀高數(shù)值孔徑物鏡

一、共聚焦技術(shù)的核心原理與創(chuàng)新架構(gòu)

西班牙 Sensofar 公司的 S neox 白光干涉儀將共聚焦技術(shù)提升到新高度，其共聚焦模式基于點(diǎn)掃描成像原理，通過(guò)精密光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品表面的三維形貌解析。核心組件包括：

高數(shù)值孔徑物鏡：采用尼康 CFI60 系列物鏡，最高數(shù)值孔徑（NA）達(dá) 0.95，配合 150 倍放大倍率，可實(shí)現(xiàn)0.10μm 的橫向分辨率，這一指標(biāo)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡，能夠清晰分辨微電子器件中的亞微米級(jí)結(jié)構(gòu)。

FLCoS 微型顯示器技術(shù)：Sensofar 的 Microdisplay 共聚焦掃描技術(shù)，基于鐵電液晶硅（FLCoS）微型顯示器，通過(guò)電控像素切換實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的快速掃描。相比傳統(tǒng)激光共聚焦的單點(diǎn)掃描，其掃描速度提升 5 倍以上，且無(wú)運(yùn)動(dòng)部件磨損問(wèn)題，使用壽命無(wú)限。

三色 LED 照明系統(tǒng)：紅（630nm）、綠（530nm）、藍(lán)（460nm）三色 LED 交替照明，結(jié)合色彩融合算法，生成高保真度的真彩色共聚焦圖像，色彩還原度比傳統(tǒng)插值算法提升 30% 以上，尤其適用于生物材料和涂層分析。

二、共聚焦模式的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與性能優(yōu)勢(shì)

超高分辨率與斜率適應(yīng)性

橫向分辨率：0.10μm（150 倍物鏡，NA 0.95），可精確測(cè)量半導(dǎo)體芯片的臨界尺寸（CD），如晶體管柵極寬度。

縱向重復(fù)性：Z 軸測(cè)量重復(fù)性達(dá)亞納米級(jí)別（<1nm），通過(guò)共聚焦算法消除系統(tǒng)噪聲，確保多次測(cè)量的一致性。

大斜率測(cè)量能力：在光滑表面可測(cè)量 70° 傾角，粗糙表面達(dá) 86°，特別適合模具型腔、刀具刃口等復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的形貌分析。

快速掃描與數(shù)據(jù)處理效率

掃描速度：共聚焦圖像幀率最高達(dá) 12.5 幀 / 秒，垂直 3D 掃描速度達(dá) 8 層 / 秒，可在 3 秒內(nèi)完成低反射率樣品的三維形貌采集。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理：傳感器頭內(nèi)集成高速處理器，支持掃描過(guò)程中實(shí)時(shí)生成三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，配合 SensoSCAN 軟件的實(shí)時(shí)圖像顯示功能，用戶可即時(shí)調(diào)整測(cè)量參數(shù)。

材質(zhì)兼容性與表面適應(yīng)性

寬泛反射率范圍：可測(cè)量反射率低至 0.05% 的材料，如透明薄膜、陶瓷涂層，通過(guò)智能增益控制算法優(yōu)化信號(hào)強(qiáng)度。

多場(chǎng)景適用性：從光滑的半導(dǎo)體晶圓到粗糙的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套紋理，S neox 共聚焦模式均可通過(guò)動(dòng)態(tài)聚焦補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量。

三、共聚焦模式的應(yīng)用領(lǐng)域與典型案例

半導(dǎo)體與微電子制造

臨界尺寸（CD）測(cè)量：在 150 倍物鏡下，橫向分辨率 0.10μm 可精確檢測(cè)光刻膠線條寬度，配合軟件的自動(dòng)邊緣識(shí)別功能，測(cè)量誤差 < 2%。

3D 封裝檢測(cè)：針對(duì) TSV（硅通孔）結(jié)構(gòu)，共聚焦模式可通過(guò)多焦面疊加技術(shù)（Ai Multi-Focus）實(shí)現(xiàn)孔壁形貌的全角度成像，檢測(cè)深度達(dá) 100μm。

汽車(chē)與精密模具工業(yè)

發(fā)動(dòng)機(jī)缸套紋理分析：在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套的激光紋理加工中，S neox 共聚焦模式通過(guò)捕捉 2D 地形圖層，提取凹槽寬度、深度等參數(shù)，結(jié)合摩擦性能評(píng)估算法，優(yōu)化紋理設(shè)計(jì)以提升潤(rùn)滑效率。

刀具刃口檢測(cè)：針對(duì)硬質(zhì)合金刀具，共聚焦模式可測(cè)量刃口半徑（最小 0.1μm）和前刀面粗糙度（Ra<0.05μm），確保切削精度。

生物醫(yī)學(xué)與材料科學(xué)

生物組織表面分析：真彩色共聚焦成像可清晰顯示細(xì)胞外基質(zhì)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合高度分析工具定量評(píng)估細(xì)胞黏附特性。

涂層厚度測(cè)量：通過(guò)光譜反射法與共聚焦技術(shù)的結(jié)合，可同時(shí)測(cè)量透明涂層的厚度（精度 0.1nm）和表面粗糙度，適用于光學(xué)鍍膜和防腐涂層檢測(cè)。

四、共聚焦模式的軟件支持與智能分析功能

SensoSCAN 基礎(chǔ)軟件

自動(dòng)化工作流程：支持自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)照明調(diào)節(jié)和多模式切換，用戶僅需選擇測(cè)量位置，系統(tǒng)即可自動(dòng)完成參數(shù)優(yōu)化并生成報(bào)告。

實(shí)時(shí)圖像顯示：共聚焦照明模式下幀率達(dá) 9 幀 / 秒，明場(chǎng)模式下高達(dá) 30 幀 / 秒，支持動(dòng)態(tài)觀察樣品表面的細(xì)微變化。

SensoMAP 高級(jí)分析模塊

紋理參數(shù)計(jì)算：提供 ISO 25178 標(biāo)準(zhǔn)的粗糙度參數(shù)（Sa、Sq、Sz 等），并可自定義紋理方向分析，適用于汽車(chē)缸套等功能性表面的質(zhì)量控制。

三維形貌重建：通過(guò)交互式 3D 視圖實(shí)現(xiàn)表面曲率、體積、間距等參數(shù)的可視化分析，支持 STL 格式導(dǎo)出用于逆向工程。

SensoPRO 工業(yè)檢測(cè)模塊

批量測(cè)量方案：可導(dǎo)入坐標(biāo)文件實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)自動(dòng)測(cè)量，配合條形碼識(shí)別功能，支持生產(chǎn)線的 7×24 小時(shí)連續(xù)檢測(cè)。

數(shù)據(jù)追溯與報(bào)告生成：測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)關(guān)聯(lián)設(shè)備校準(zhǔn)信息，生成符合 ISO 17025 標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)報(bào)告，確保工業(yè)場(chǎng)景中的質(zhì)量追溯需求。

五、共聚焦模式的技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)價(jià)值

S neox 共聚焦模式通過(guò)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件設(shè)計(jì)、三色 LED 照明和智能算法融合，重新定義了三維光學(xué)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。其核心優(yōu)勢(shì)包括：

跨尺度測(cè)量能力：從亞納米級(jí)粗糙度到毫米級(jí)形貌，S neox 共聚焦模式可通過(guò)物鏡切換和多焦面疊加技術(shù)無(wú)縫覆蓋，無(wú)需更換硬件模塊。

全生命周期成本優(yōu)化：LED 光源壽命長(zhǎng)達(dá) 50,000 小時(shí)，維護(hù)成本僅為激光光源的 1/25，且避免了激光散斑對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。

全球化計(jì)量溯源：每臺(tái)設(shè)備出廠前均通過(guò) NPL、NIST 等機(jī)構(gòu)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)樣塊校準(zhǔn)，確保測(cè)量結(jié)果的國(guó)際互認(rèn)。

六、總結(jié)與展望

Sensofar S neox 白光干涉儀的共聚焦模式以0.10μm 橫向分辨率、亞納米級(jí)縱向重復(fù)性和86° 大斜率適應(yīng)性，成為半導(dǎo)體、汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的關(guān)鍵測(cè)量工具。其創(chuàng)新的 FLCoS 微型顯示器技術(shù)和智能軟件生態(tài)，不僅提升了檢測(cè)效率，更推動(dòng)了工業(yè)制造和科研領(lǐng)域的精度革命。隨著第五代 S neox 系統(tǒng)的推出，Sensofar 將繼續(xù)三維光學(xué)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，為微觀世界的探索提供更強(qiáng)大的解決方案。

Sensofar 白光干涉S neox儀高數(shù)值孔徑物鏡