平晶干涉检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-10-09  

平晶干涉检测是一种基于光波干涉原理的高精度光学测量方法,主要用于评估光学元件、机械零件等表面的平面度、波形误差和局部缺陷。该检测通过分析干涉条纹的形态、间距和数量,计算被测表面的几何偏差,确保其在微米或亚微米级别的精度符合行业标准要求。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

表面平面度检测:通过平晶与被测表面形成干涉条纹,测量条纹的弯曲度和间距,计算表面相对于理想平面的最大偏差值,确保光学元件的成像质量符合高精度应用需求。

局部凹陷或凸起检测:分析干涉条纹的局部变形区域,识别表面微小凹陷或凸起缺陷,评估其对光路均匀性的影响,防止因局部不平整导致系统性能下降。

波形误差测量:依据干涉条纹的周期性变化,量化表面波形误差的幅度和空间频率,判断材料加工过程中的振动或应力残留问题,保证元件在动态负载下的稳定性。

面形精度验证:比较实测干涉图与理想模型,计算面形误差的均方根值和峰值,验证光学表面是否符合设计规格,适用于激光谐振腔等关键部件的质量控制。

角度偏差检测:利用平晶与试样间的夹角产生干涉条纹,测量条纹取向变化,推导表面安装或加工中的角度偏差,确保组装精度在允许公差范围内。

粗糙度关联分析:通过干涉条纹的对比度衰减,间接评估表面微观粗糙度对干涉信号的影响,补充触针式粗糙度仪的不足,适用于超光滑表面检测。

热变形评估:在温控环境下进行干涉检测,观察条纹随温度变化的漂移,量化材料热膨胀系数引起的面形变化,为高温应用场景提供可靠性数据。

多层膜厚度均匀性检测:针对镀膜表面,分析干涉条纹的色彩和强度分布,计算膜层厚度变化,验证涂层工艺的均匀性,避免光学性能波动。

应力诱导双折射检测:结合偏振光干涉,测量材料内部应力导致的条纹分裂或偏移,评估光学玻璃或晶体的应力分布,防止双折射影响成像系统。

环境振动影响测试:在振动隔离平台上进行干涉测量,对比静态与动态条件下的条纹稳定性,量化环境振动对检测结果的不确定性贡献,优化实验条件。

检测范围

光学透镜与棱镜:用于成像系统、显微镜等设备的透射或反射元件,表面平面度直接影响光路准直性和像差,需通过干涉检测确保曲率精度。

半导体晶圆表面:集成电路制造中的硅片或化合物半导体,要求亚微米级平整度以保障光刻对齐精度,干涉检测可识别纳米级起伏缺陷。

激光反射镜:高功率激光器的谐振腔镜面,微小面形误差会导致光束模式劣化,干涉测量用于验证反射面的波形误差和局部瑕疵。

机械导轨滑块:精密机床的直线运动部件,滑动表面的平面度影响定位精度,干涉检测可评估磨损或加工残留的不平整度。

光学窗口片:真空腔体或传感器的密封窗口,需保持高平面度以避免透射波前畸变,干涉法用于批量生产中的快速筛选。

陶瓷基板:电子封装中的绝缘衬底,表面平整度关乎电路键合可靠性,干涉检测可发现烧结过程引起的翘曲或凹陷。

金属抛光件:航空航天或医疗器械的高光洁度金属零件,平面度要求严苛,干涉测量提供非接触式形貌评估,避免划伤。

衍射光栅:光谱仪的核心分光元件,栅线周期性和面形精度决定分辨率,干涉检测用于校准刻蚀深度均匀性。

复合材料面板:航空航天结构中的轻质材料,表面平整度影响气动性能,干涉法可检测层压工艺导致的变形。

光学薄膜基底:镀膜前的玻璃或晶体基底,初始平面度影响膜层附着质量,干涉检测作为预处理验证环节。

检测标准

ISO 10110-5:2015《光学和光子学 光学元件和系统制图 第5部分:表面形貌公差》:国际标准规定了光学元件表面形貌的符号标注和公差要求,包括平面度、粗糙度等参数的定义和测量方法,为干涉检测提供统一评价依据。

ASTM F1048-87(2017)《非接触式光学表面轮廓测量标准测试方法》:美国材料与试验协会标准,描述了利用干涉仪等非接触设备测量表面轮廓的程序,涵盖数据采集、处理和误差分析要点。

GB/T 11161-2016《光学零件表面疵病》:中国国家标准,明确了光学零件表面缺陷的分类、检测方法和验收准则,干涉检测可用于疵病区域的定量评估。

ISO 14997:2012《光学和光子学 光学元件表面缺陷的测试方法》:提供了表面缺陷的干涉检测技术规范,包括条纹解释和缺陷尺寸计算,适用于透明和不透明材料。

GB/T 13384-2008《光学零件表面粗糙度:规定了光学表面粗糙度的测量方法和仪器要求,干涉法可作为替代方法用于光滑表面的粗糙度关联分析。

ASTM E1967-19《用相移干涉仪测量光学表面形貌的标准测试方法》:详细描述了相移干涉仪的操作流程、校准步骤和数据处理算法,确保表面形貌测量的重复性和准确性。

检测仪器

激光干涉仪:采用氦氖激光源产生单色相干光,波长稳定性达0.001纳米,通过分光镜和参考镜形成干涉场,用于高精度表面平面度和波形误差的定量测量,是平晶干涉检测的核心设备。

相移干涉仪:集成压电陶瓷移相器,可精确控制参考臂相位变化,通过采集多幅干涉图计算表面高度分布,功能包括自动消除振动噪声和提高横向分辨率,适用于动态环境下的面形检测。

平晶参考镜:由熔石英或微晶玻璃制成,表面平面度优于λ/20,作为干涉系统的基准面,与被测件接触或非接触形成干涉条纹,其精度直接影响检测结果的可靠性。

白光干涉仪:使用宽带光源产生短相干长度干涉,可测量台阶高度和粗糙度,功能包括三维形貌重建和局部缺陷识别,适用于多层结构和透明材料的检测。

斐索干涉仪:基于平行平板干涉原理,结构简单且抗振性好,通过观察等厚干涉条纹评估表面平整度,常用于现场快速检测和大口径光学元件的初筛。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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