表面轮廓仪传递函数对超光滑表面粗糙度测量的影响-光学精密工程.PDFVIP

第 10卷 　第1期 光学 　精密工程 Vol . 10 　No . 1 2 0 0 2 年 2 月 　　　　　　　　 　　　　　　　　Feb . 　2 0 0 2 Optics and Precision Engineering ( ) 文章编号 　1004924X 2002 0 1004505 表面轮廓仪传递函数对超光滑表面粗糙度测量的影响 徐长山 ,巩 　岩 , 向　阳 ,陈　波 ,曹健林 ( 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 ,吉林 长春 13002 1) 摘要 :表面粗糙度是表征光学元件表面质量的一个重要指标 ,这使得人们不断致力于改进表面粗糙度的 测量技术 , 以提高其测量精度 。然而很多实验表明 ,在对超光滑表面粗糙度进行测量时 ,对于同一个表 面 ,不同类型的表面轮廓仪通常会给出不同的结果 ,这使得测量结果之间的可比性成为问题 。针对这种 情况 ,本文运用线性系统理论方法 ,分析了表面轮廓仪的带宽对表面粗糙度测量的影响 ,并用离散傅里 叶变换方法计算了表面粗糙度测量值随表面轮廓仪带宽的变化 。结果表明 ,表面轮廓仪的带宽对表面 粗糙度测量有着重要影响 ,轮廓仪的带宽越宽 ,则给出的测量值越大 ,也越接近真实值 。因此对两种不 同类型的轮廓仪测得的结果一般不能直接进行比较 ,除非两者具有相同的带宽 。 关 　键 　词 :光洁度测量 ;超光滑表面 ;传递函数 ;线性系统 中图分类号 : TH74 13 　　文献标识码 :A 直到原子力显微镜 A FM ,测量精度不断提高 。但 1 　引　言 随着测量仪器的多样化 , 随之而来的一个问题是 各种测量仪器所得的结果之间通常会存在着一定 　　超光滑表面粗糙度的测量对许多应用领域来 的差别 。有时这种差别还很大 ,这使得这些结果 说都是非常重要的。在短波光学特别是软 X 射 之间的可比性成为问题 。造成这种现象的原因很 线光学领域 ,多层膜反射镜的反射率与镜面粗糙 多 ,其中一个重要的原因是各种测量仪器的空间 ( ) 度的方均根值有着密切的关系 , 随着粗糙度方均 频率 以下简称频率 响应不同 ,或者更严格地说 , 根值增大 ,镜面反射率将急剧下降[ 1 ] 。高精度激 作为一种线性系统 ,它们的传递函数不同。 光陀螺关键部件之一的激光反射镜的镜面散射将 本文对表面轮廓仪的传递函数对光滑及超光 导致激光陀螺的性能降低[2 ] ,而表面粗糙度是引 滑表面粗糙度测量结果的影响进行了研究 ,这里 起散射的主要原因[3 ] 。在密集波分复用系统中 , 所说的测量是指在被测表面的某一法向截面所截 平面反射镜的粗糙度决定了其反射率 ,从而决定 得的轮廓线上进行高度起伏的测量 。 了单根光纤所能达到的最大容量 。超大规模集成 ( ) 电路 VL SI 基片 ,不仅要有较好的平面度 ,而且 2 　线性系统与传递函数 表面应无残余应力和损伤 ,并要保证较低的粗糙 [4 ,5 ]