白光干涉儀，也稱白光掃描干涉儀或相干掃描干涉儀，是一種用于非接觸式三維表面形貌測量的光學技術。它在微觀尺度表面計量領域有著廣泛的應用。理解其基本工作原理和特點，有助于用戶根據實際測量需求選擇合適的儀器。以Sensofar S neox系統(tǒng)所采用的技術為例，可以一窺白光干涉測量的方式。
白光干涉儀的核心原理是利用低相干光源的干涉現(xiàn)象。系統(tǒng)通常使用發(fā)射寬光譜白光的LED或鹵素燈作為光源。光線經過分光鏡后，一束光射向參考鏡，另一束光射向被測樣品表面。兩束光分別反射后再次匯合，發(fā)生干涉。由于使用的是低相干性的白光，只有在參考光路和測量光路的光程差非常接近零時，才會產生清晰的干涉條紋。
在測量過程中，儀器通過壓電陶瓷驅動器或其他精密位移機構，使干涉物鏡或參考鏡沿垂直方向（Z軸）進行掃描，從而改變測量光路的光程。當掃描經過樣品表面每一點的高度位置時，該點對應的光程差為零，此處會產生一個干涉信號峰值。通過探測器記錄掃描過程中每個像素點對應的干涉信號強度隨掃描位置的變化，然后通過算法（如尋峰、包絡分析或相移算法）確定每個像素點干涉信號峰值對應的Z軸位置，即可重建出整個視場內樣品表面的三維形貌數(shù)據。
這種測量技術具有幾個特點。首先，它是非接觸的，避免了測力對柔軟、易變形或精密表面的影響。其次，它具有較高的垂直分辨率，通常可達納米級。水平分辨率則主要由物鏡的放大倍數(shù)和相機的像素決定。第三，測量速度相對較快，一次垂直掃描即可獲取整個視場的三維數(shù)據。第四，它對表面反射率有一定要求，過于透明或吸光、過于粗糙或陡峭的表面可能會影響干涉信號的獲取。
在實際儀器中，如S neox，白光干涉模式常常與其他光學模式（如共聚焦）集成在一起。這種設計使得儀器能夠應對更廣泛的樣品類型：白光干涉模式適用于大部分光滑至中等粗糙的表面；共聚焦模式對高陡坡、高反射或透明表面有更好的適應性；聚焦變化模式則可用于大粗糙度表面的快速形貌重建。用戶可以根據樣品特性選擇最合適的測量模式。
綜上所述，白光干涉儀基于低相干光干涉原理，通過垂直掃描獲取表面三維形貌。其非接觸、高分辨率、全場測量的特點，使其成為微觀表面計量中的一種常用技術。了解其工作原理和適用范圍，是有效利用此類儀器進行科學研究與工業(yè)檢測的基礎。
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