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SENSOFAR 共聚焦顯微鏡 SENSOFAR 3D輪廓投影儀
SENSOFAR 共聚焦顯微鏡 SENSOFAR 3D輪廓投影儀
Sensofar 3D光學輪廓儀（共聚焦+白光干涉）：使用sensofar專有技術開發(fā)的Neox光學輪廓儀，集成了共聚焦計數和干涉測量技術，并具有薄膜測量能力，該系統(tǒng)可以用于標準的明場彩色顯微成像，共焦成像，三維共焦建模，PSI、VSI及高分辨率薄膜厚度測量。
使用Sensofar專有技術開發(fā)的neox光學輪廓儀，其共聚焦部分的主要優(yōu)點是有著*發(fā)光效率的照明硬件和高對比度算法。這些特點使系統(tǒng)成為測量有著陡峭斜面、粗糙的、反光表面和含有異種材料樣品的理想設備。高品質干涉光學系統(tǒng)和集成壓電掃描器是干涉輪廓儀部分的關鍵。這項技術對于測量非常光滑至適度粗糙的表面比較理想。這些技術的組合為neox輪廓儀提供了無限寬廣的應用領域。
Sensofar 3D光學輪廓儀
Sensofar 3D光學輪廓儀
可用于標準的明場彩色顯微成像、共焦成像、三維共焦建模、PSI、VSI及高分辨率薄膜厚度測量。沒有移動部件使其擁有堅固而緊湊的設計，同時也使得該探頭適合很多OEM應用。極其簡單的、符合人體工程學的軟件界面使用戶獲得非?？斓臏y量速度，只需方便地切換適當的物鏡，調焦，并選擇適當的采集模式即可。
※ 微顯示共聚焦掃描
目前的共聚焦顯微鏡都使用有著可移動機械裝置的鏡面掃描頭，這會限制其使用壽命，并且在高倍率時降低像素抖動優(yōu)化效果。對于共焦掃描，neox使用基于微型顯示器的Sensofar技術。該微型顯示器基于鐵電液晶硅(FLCoS)，一種沒有運動部件的快速切換裝置，使共焦圖像的掃描更快速、穩(wěn)定并擁有無限的壽命。
※ 彩色CCD攝像頭
Neox使用一個高速高分辨率的黑白CCD攝像頭為系統(tǒng)計量探頭。另一個彩色攝像頭可用于明場表面觀察。這樣使得它很容易找出所分析樣品的特點。此外，地貌測量功能可得到全聚焦彩色圖像。該系統(tǒng)在垂直掃描過程中記錄圖像合焦位置像素，并和其Z軸位置匹配從而得到全聚焦彩色圖像，并以此來創(chuàng)建出色的三維模型。
※ 物鏡
Neox使用*的CFI60 Nikon物鏡，在各NA時都有zui大的工作距離?？蛇x用的物鏡超過50種，每一款都可對應某種特別應用：可用于共聚焦成像和建模的較高NA，倍率范圍2.5X至200X，超長工作距離，特長工作距離及浸水物鏡；帶調焦環(huán)的物鏡可在zui厚2mm范圍的透明介質對焦；2.5X至100X帶參考鏡校正及頂端傾斜的物鏡。
※ 雙垂直掃描器
雙垂直掃描器包括一個電動平臺和壓電掃描器，以獲得zui高的掃描范圍和zui高的測量精度及重復精度。高定位精度的線性平臺行程40mm，zui小步進可達10nm，用于共聚焦掃描非常理想。集成的壓電掃描器zui高掃描范圍200μm，壓電電阻傳感器高定位分辨率0.2nm，全行程精度1nm?，F有的其它掃描平臺使用光學編碼器，精度僅30nm且不確定，限制了系統(tǒng)的精確度和重復性。結合線性平臺和壓電掃描器的*設計，使Neox在0.1納米至幾毫米測量范圍內擁有業(yè)界zui高的精度，線性和重復性。
※ 集成反射光譜儀
共聚焦及干擾法測量薄膜厚度的實際限制約為1μm單層膜。Neox集成了一個反射光譜儀，通過光纖進行薄膜的測量，厚度范圍在10nm，zui高可達10層膜。該光纖通過顯微目鏡成像，因此，薄膜測量點尺寸zui小可達5微米。測量使用集成的LED光源，可提供樣品以及薄膜測量的實時明場影像。
※ 雙LED
照明光源內置了兩個高功率LED，其中白光LED用于彩色明場觀察，薄膜測量，VSI和ePSI。另一個藍光LED用于高分辨率共聚焦影像和PSI。藍光LED較短的波長可有效提升水平分辨率至0.15μm(L&S)，并改善PSI噪聲為0.01nm垂直分辨率。
※ 高速度 (12.5 fps 共聚焦幀速率)
基于FLCoS微型顯示器的高速轉換速度和*的快速共聚焦算法，本設備可達到12.5幀/秒的共聚焦圖像幀率，垂直3D掃描達到8層/秒，這意味著3D共焦測量掃描速度范圍為0.5至350μm/s。干涉掃描速度為50 fps，即垂直掃描速度高達800μm/s。一次典型的測量時長，其中包括掃描后的運算，通常小于5秒。
Sensofar 3D光學輪廓儀
特點：
Sensofar 3D光學輪廓儀主要功能：
※共聚焦 (Confocal Profiling)
共聚焦輪廓儀可以測量較光滑或非常粗糙的表面高度。借助消除虛焦部分光線的共焦成像系統(tǒng)，可提供高對比度的圖像。籍由表面的垂直掃描，物鏡的焦點掃過表面上的每一個點，以此找出每個像素位置的對應高度(即共聚焦圖像)。
共聚焦輪廓儀可以由其光學組件實現超高的水平解析度，空間采樣可以減小到0.10μm，這是一些重要尺寸測量的理想選擇。高數值孔徑NA(0.95)和放大倍率(150X和200X)的物鏡可測量斜率超過70°的光滑表面。neox具有*的光效，專有的共聚焦算法可提供納米級的垂直方向重復性。超長工作距離(SLWD)可測量高寬比較大、形狀較陡的樣品。
※干涉(Interferometry)
● PSI 模式 (PSI Profiling)
相位差干涉儀 (Phase Shift Interferometers)可以亞納米級的分辨率測量非常光滑與和連續(xù)的表面高度。必須準確對焦在樣品上，并進行多步垂直掃描，步長是波長的精確的分數。PSI算法借助適當的程序將表面相位圖轉換為樣品高度分布圖。
PSI模式可在所有的數值孔徑(NA)下提供亞納米級的垂直分辨率。放大倍率較小時(2.5X)可以測量較大視場范圍，并具有同樣的垂直分辨率。但是光波相干長度使其測量范圍限制在微米級。PSI算法使neox 得到納米尺度的形態(tài)特征，并以亞納米尺度對超平滑的表面紋理參數作出評估。
● VSI 模式 (VSI Profiling)
白光干涉儀 (White-Light Vertical Scanning Interferometers)可用于測量光滑表面或適度粗糙表面的高度。當樣品表面各個點處于*焦點位置時可得到zui大干涉條紋對比度。多步垂直掃描樣品，表面上的每一個點會通過對焦點，通過檢測干涉條紋峰值得到各像素位置的高度。
VSI模式可在所有的數值孔徑(NA)下提供納米級垂直分辨率。VSI算法使neox在各放大倍率下得到具有相同垂直分辨率的形態(tài)特征。其測量范圍在理論上是無限的，盡管在實踐中其將受限于物鏡實際工作距離。掃描速度和數據采集速率可以非?？?，當然這會導致一定程度垂直分辨率損失。
※薄膜測量 (Thin Film)
光譜反射法是薄膜測量的*方法之一，因為它準確、無損、迅速且無需制備樣品。測量時，白光照射到樣品表面，并將在膜層中的不同界面反射，并發(fā)生干涉和疊加效應。結果，反射光強度將顯示出波長變化，這種變化取決于薄膜結構不同層面的厚度和折射率。軟件將測得的真實光譜同模擬光譜進行比較擬合，并不斷優(yōu)化厚度值，直到實現*匹配。
Neox也可用作高分辨率的薄膜測量系統(tǒng)，它適用于單層箔，膜或基板上的單層薄膜，而且還可以處理更復雜結構(zui高可至基板上10層薄膜)?？稍谝幻雰葴y量從10nm到20μm的透明薄膜，厚度分辨率0.1 nm，橫向分辨率達5μm。
Sensofar 3D光學輪廓儀
使用Sensofar專有技術開發(fā)的neox光學輪廓儀，其共聚焦部分的主要優(yōu)點是有著*發(fā)光效率的照明硬件和高對比度算法。這些特點使系統(tǒng)成為測量有著陡峭斜面、粗糙的、反光表面和含有異種材料樣品的理想設備。高品質干涉光學系統(tǒng)和集成壓電掃描器是干涉輪廓儀部分的關鍵。這項技術對于測量非常光滑至適度粗糙的表面比較理想。這些技術的組合為neox輪廓儀提供了無限寬廣的應用領域。
Sensofar 3D光學輪廓儀
可用于標準的明場彩色顯微成像、共焦成像、三維共焦建模、PSI、VSI及高分辨率薄膜厚度測量。沒有移動部件使其擁有堅固而緊湊的設計，同時也使得該探頭適合很多OEM應用。極其簡單的、符合人體工程學的軟件界面使用戶獲得非?？斓臏y量速度，只需方便地切換適當的物鏡，調焦，并選擇適當的采集模式即可。
特點：
※ 微顯示共聚焦掃描
目前的共聚焦顯微鏡都使用有著可移動機械裝置的鏡面掃描頭，這會限制其使用壽命，并且在高倍率時降低像素抖動優(yōu)化效果。對于共焦掃描，neox使用基于微型顯示器的Sensofar技術。該微型顯示器基于鐵電液晶硅(FLCoS)，一種沒有運動部件的快速切換裝置，使共焦圖像的掃描更快速、穩(wěn)定并擁有無限的壽命。
※ 彩色CCD攝像頭
Neox使用一個高速高分辨率的黑白CCD攝像頭為系統(tǒng)計量探頭。另一個彩色攝像頭可用于明場表面觀察。這樣使得它很容易找出所分析樣品的特點。此外，地貌測量功能可得到全聚焦彩色圖像。該系統(tǒng)在垂直掃描過程中記錄圖像合焦位置像素，并和其Z軸位置匹配從而得到全聚焦彩色圖像，并以此來創(chuàng)建出色的三維模型。
※ 物鏡
Neox使用*的CFI60 Nikon物鏡，在各NA時都有zui大的工作距離?？蛇x用的物鏡超過50種，每一款都可對應某種特別應用：可用于共聚焦成像和建模的較高NA，倍率范圍2.5X至200X，超長工作距離，特長工作距離及浸水物鏡；帶調焦環(huán)的物鏡可在zui厚2mm范圍的透明介質對焦；2.5X至100X帶參考鏡校正及頂端傾斜的物鏡。
※ 雙垂直掃描器
雙垂直掃描器包括一個電動平臺和壓電掃描器，以獲得zui高的掃描范圍和zui高的測量精度及重復精度。高定位精度的線性平臺行程40mm，zui小步進可達10nm，用于共聚焦掃描非常理想。集成的壓電掃描器zui高掃描范圍200μm，壓電電阻傳感器高定位分辨率0.2nm，全行程精度1nm。現有的其它掃描平臺使用光學編碼器，精度僅30nm且不確定，限制了系統(tǒng)的精確度和重復性。結合線性平臺和壓電掃描器的*設計，使Neox在0.1納米至幾毫米測量范圍內擁有業(yè)界zui高的精度，線性和重復性。
※ 集成反射光譜儀
共聚焦及干擾法測量薄膜厚度的實際限制約為1μm單層膜。Neox集成了一個反射光譜儀，通過光纖進行薄膜的測量，厚度范圍在10nm，zui高可達10層膜。該光纖通過顯微目鏡成像，因此，薄膜測量點尺寸zui小可達5微米。測量使用集成的LED光源，可提供樣品以及薄膜測量的實時明場影像。
※ 雙LED
照明光源內置了兩個高功率LED，其中白光LED用于彩色明場觀察，薄膜測量，VSI和ePSI。另一個藍光LED用于高分辨率共聚焦影像和PSI。藍光LED較短的波長可有效提升水平分辨率至0.15μm(L&S)，并改善PSI噪聲為0.01nm垂直分辨率。
※ 高速度 (12.5 fps 共聚焦幀速率)
基于FLCoS微型顯示器的高速轉換速度和*的快速共聚焦算法，本設備可達到12.5幀/秒的共聚焦圖像幀率，垂直3D掃描達到8層/秒，這意味著3D共焦測量掃描速度范圍為0.5至350μm/s。干涉掃描速度為50 fps，即垂直掃描速度高達800μm/s。一次典型的測量時長，其中包括掃描后的運算，通常小于5秒。
規(guī)格：
配置
應用示例：
壓力傳感器
壓力傳感器陣列，10x VSI模式，FOV=1mm2
太陽能電池
鋁表面粗糙度
棱鏡
壓力傳感器
微透鏡陣列
平板顯示器
Sensofar 3D光學輪廓儀
主要功能：
※共聚焦 (Confocal Profiling)
共聚焦輪廓儀可以測量較光滑或非常粗糙的表面高度。借助消除虛焦部分光線的共焦成像系統(tǒng)，可提供高對比度的圖像。籍由表面的垂直掃描，物鏡的焦點掃過表面上的每一個點，以此找出每個像素位置的對應高度(即共聚焦圖像)。
共聚焦輪廓儀可以由其光學組件實現超高的水平解析度，空間采樣可以減小到0.10μm，這是一些重要尺寸測量的理想選擇。高數值孔徑NA(0.95)和放大倍率(150X和200X)的物鏡可測量斜率超過70°的光滑表面。neox具有*的光效，專有的共聚焦算法可提供納米級的垂直方向重復性。超長工作距離(SLWD)可測量高寬比較大、形狀較陡的樣品。
※干涉(Interferometry)
● PSI 模式 (PSI Profiling)
相位差干涉儀 (Phase Shift Interferometers)可以亞納米級的分辨率測量非常光滑與和連續(xù)的表面高度。必須準確對焦在樣品上，并進行多步垂直掃描，步長是波長的精確的分數。PSI算法借助適當的程序將表面相位圖轉換為樣品高度分布圖。
PSI模式可在所有的數值孔徑(NA)下提供亞納米級的垂直分辨率。放大倍率較小時(2.5X)可以測量較大視場范圍，并具有同樣的垂直分辨率。但是光波相干長度使其測量范圍限制在微米級。PSI算法使neox 得到納米尺度的形態(tài)特征，并以亞納米尺度對超平滑的表面紋理參數作出評估。
● VSI 模式 (VSI Profiling)
白光干涉儀 (White-Light Vertical Scanning Interferometers)可用于測量光滑表面或適度粗糙表面的高度。當樣品表面各個點處于*焦點位置時可得到zui大干涉條紋對比度。多步垂直掃描樣品，表面上的每一個點會通過對焦點，通過檢測干涉條紋峰值得到各像素位置的高度。
VSI模式可在所有的數值孔徑(NA)下提供納米級垂直分辨率。VSI算法使neox在各放大倍率下得到具有相同垂直分辨率的形態(tài)特征。其測量范圍在理論上是無限的，盡管在實踐中其將受限于物鏡實際工作距離。掃描速度和數據采集速率可以非?？欤斎贿@會導致一定程度垂直分辨率損失。
※薄膜測量 (Thin Film)
光譜反射法是薄膜測量的*方法之一，因為它準確、無損、迅速且無需制備樣品。測量時，白光照射到樣品表面，并將在膜層中的不同界面反射，并發(fā)生干涉和疊加效應。結果，反射光強度將顯示出波長變化，這種變化取決于薄膜結構不同層面的厚度和折射率。軟件將測得的真實光譜同模擬光譜進行比較擬合，并不斷優(yōu)化厚度值，直到實現*匹配。
Neox也可用作高分辨率的薄膜測量系統(tǒng)，它適用于單層箔，膜或基板上的單層薄膜，而且還可以處理更復雜結構(zui高可至基板上10層薄膜)?？稍谝幻雰葴y量從10nm到20μm的透明薄膜，厚度分辨率0.1 nm，橫向分辨率達5μm。
| 共聚焦物鏡 | ||||||
| 5x | 10x | 20x | 50x | 100x | 150x | |
| 工作距離（mm） | 23.5 | 17.5 | 4.5 | 1.0 | 1.0 | 0.3 |
| NA（數值孔徑） | 0.15 | 0.30 | 0.45 | 0.80 | 0.90 | 0.95 |
| FOV（mm）1 | 2546×1509 | 1270×950 | 636.61×477.25 | 254.64×190.90 | 127.32×95.45 | 84.83×63.60 |
| 空間采樣（mm）2 | 3.32 | 1.66 | 0.83 | 0.33 | 0.17 | 0.11 |
| 光學分辨率 （L&S）（mm）3 | 0.93 | 0.47 | 0.31 | 0.17 | 0.15 | 0.11 |
| zui大坡度4 | 8o | 14o | 21o | 42o | 51o | 71o |
| 垂直分辨率（nm）5 | <400 | <50 | <20 | <3 | <2 | <1 |
| 共聚焦幀速率（f/s） | 12.5fps | |||||
| 掃描速率（mm/s） | 20-320 | 10-160 | 5-80 | 1-16 | 1-16 | 0.5-8 |
| 一般測量時間（s）6 | 5s | |||||
| 共聚焦物鏡 | ||||||
| 5x | 10x | 20x | 50x | 100x | 150x | |
| 工作距離（mm） | 23.5 | 17.5 | 4.5 | 1.0 | 1.0 | 0.3 |
| NA（數值孔徑） | 0.15 | 0.30 | 0.45 | 0.80 | 0.90 | 0.95 |
| FOV（mm）1 | 2546×1509 | 1270×950 | 636.61×477.25 | 254.64×190.90 | 127.32×95.45 | 84.83×63.60 |
| 空間采樣（mm）2 | 3.32 | 1.66 | 0.83 | 0.33 | 0.17 | 0.11 |
| 光學分辨率 （L&S）（mm）3 | 0.93 | 0.47 | 0.31 | 0.17 | 0.15 | 0.11 |
| zui大坡度4 | 8o | 14o | 21o | 42o | 51o | 71o |
| 垂直分辨率（nm）5 | <400 | <50 | <20 | <3 | <2 | <1 |
| 共聚焦幀速率（f/s） | 12.5fps | |||||
| 掃描速率（mm/s） | 20-320 | 10-160 | 5-80 | 1-16 | 1-16 | 0.5-8 |
| 一般測量時間（s）6 | 5s | |||||
| 干涉物鏡 | ||||||
| 2.5x | 5x | 10x | 20x | 50x | 100x | |
| 工作距離（mm） | 10.3 | 9.3 | 7.4 | 4.7 | 3.4 | 2.0 |
| NA（數值孔徑） | 0.055 | 0.15 | 0.30 | 0.45 | 0.55 | 0.7 |
| FOV（mm）1 | 5093×3818 | 2546×1909 | 1270×950 | 637×477 | 254×190 | 127×95 |
| 空間采樣（mm）2 | 6.64 | 3.32 | 1.62 | 0.83 | 0.33 | 0.17 |
| 光學分辨率 藍光（L&S）（mm）3 | 2.55 | 0.93 | 0.46 | 0.31 | 0.25 | 0.20 |
| 光學分辨率 白光（L&S）（mm）3 | 3.04 | 1.11 | 0.56 | 0.37 | 0.30 | 0.24 |
| zui大坡度4 | 3.15o | 8.6o | 14o | 21o | 25o | 42o |
| 垂直分辨率（nm）PSI7 垂直分辨率（nm）ePSI7 | <0.1nm（PZT 0.01nm） | |||||
| 垂直分辨率（nm）VSI7 | 1nm5mm | |||||
| 垂直范圍PSI(mm) | 5mm | |||||
| 垂直范圍ePSI(mm) | 100mm | |||||
| 垂直范圍VSI(mm) | 10mm | |||||
| 掃描速率（mm/s） | PSI：3-15mm/s VSI/ePSI：4-18mm/s | |||||
| 一般測量時間（s）9 | PSI：3s VSI：10s ePSI：30s | |||||
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