微米级金属表面粗糙度之平面偏振散射光量测-淡江大学机构典藏.pdfVIP

論文類別 1. Materials and Device Characterization 2. Design, Simulation and Integration 微米級金屬表面粗糙度之平面偏振散射光量測 1 1 1 劉承揚 、張力仁 、王凱平 1 淡江大學, 機械與機電工程學系, 新北市 cyliu@mail.tku.edu.tw 一步做計算處理和偏振分析。我們可以從很多文獻所 摘要 敘述的測量系統設計和量測方法得知，分別對樣品、 本文主要研究探討微米級金屬表面粗糙度之平面 探測器和光源執行相對個別運動來涵蓋所有的量測角 偏振散射光量測，以取代傳統的接觸式量測。在實驗 度，以達到最大範圍的方向與角度來偵測光波訊號， 方面，我們自行設計並且架設一套二維非接觸式的自 即可實現快速量測， 而文獻中可得到一些光學量測系 動光學系統來量測微米級金屬表面粗糙度的散射光 統設計的描述及 其獨特的優點。根據文獻 6和 7 為典 場，並自行撰寫程式加以分析。在試片方面，本文選 型的光學量測系統設計，主要是描述光源、探測器和 用 Ra = 0.05 μm 、0.1 μm 、0.2 μm 、0.4 μm 、0.8 μm 、 待測物之不同角度的搭配變化，然而量測樣品的平面 1.6 μm 等，各種不同表面粗糙度的標準試片，針對散 散射光是一般最常見的設計，因為這種系統配置通常 射角以每 5度進行量測。本文研究結果證實此非接觸式 都比較簡單，所需的設備與製作費用均較低。對於非 系統可精準量測出微米級金屬表面粗糙度與表面特 平面散射光的量測系統來說，建立非平面測量系統往 徵。 往都是需要較為大型的結構 [7] ，並且架設較為困難以 及製造費用昂貴。 1993 年， Feng 等人[8]實現待測物 關鍵字：偏振散射光、表面粗糙度、非接觸式。 的非平面量測，使得待測物可以大範圍的接受入射 光。1998 年，White 等人[9]建構擁有良好量測角度覆 蓋範圍的系統，但其主要的缺點為有限的光譜量測範 1. 前言 圍和量測時間過長。 以光學量測技術來量測物體表面粗糙度是很重要 的檢測技術，而且目前也已證明散射技術是一個有效 2. 機構設計 的量測方法 [1,2] ，此技術可稱為雙向反射分佈函數量 散射光量測系統平面和非平面的設計方式 測 (BRDF) 。表面粗糙度的量測方法有許多研究與發 [10,11] ，本文主要是平面方式的設計，在系統中雷射 展， 1965 年 Nicodemu