光學輪廓儀是一種雙LED光源的非接觸式光學儀器，對樣品基本上沒有損害。視樣品選擇不同測量模式。相移干涉模式(PSI)主要用于測量光滑表面粗糙度；垂直掃描干涉模式(VSI)則可以做高度、寬度、曲率半徑，粗糙度的計測等。
光學輪廓儀工作原理：
光源發出的光經過擴束準直后經分光棱鏡后分成兩束，一束經被測表面反射回來，另外一束光經參考鏡反射，兩束反射光最終匯聚并發生干涉，顯微鏡將被測表面的形貌特征轉化為干涉條紋信號，通過測量干涉條紋的變化來測量表面三維形貌。
3D形貌地圖配合色譜圖，非常直觀，但橫向測試范圍，縱向高度尺度也很關鍵。在超精密加工中，3D AOI是對傳統精密加工上的升級，彌補了傳統 AOI 由于2D成像原理上的一些缺陷，改進設備性能以滿足各大電子廠對質量和產品能得雙重要求。光學輪廓儀工作原理是基于白光干涉原理而研發生產的，能以非接觸的方式，無損檢測精密機械加工表面，檢測結果以3D數據地圖的方式顯示，能直觀地展示了表面紋理特征。
如表面粗糙度的測量。表面粗糙度跟形狀誤差、波紋度等參數一樣，是表面微觀幾何特征，它們共同構成了物體的表面原始形貌特征。表面二維形貌特征的分析與評定通常是對粗糙度參數進行的評定，通常把小于lmm波距的形貌特征歸結為表面粗糙度，而波距在1~10mm之間的定義為表面波紋度，大于10mm的則屬于目測可知的宏觀幾何形狀特征。
其實光學輪廓儀測量表面粗糙度步驟很簡單，具體如下：
1、將樣品放置在載物臺鏡頭下方；
2、檢查電機連接和環境噪聲，確認儀器狀態；
3、使用操縱桿調節Z軸，找到樣品表面干涉條紋；
4、完成掃描設置和命名等操作，點擊開始測量；
5、進入數據處理模塊，點擊校平，平面樣品采用默認校平，點擊右下角應用保存操作；
6、進入分析工具模塊，點擊參數分析，直接獲取面粗糙度數據，點擊右側參數標準可更換參數標準、增刪參數類型；
7、如果想獲取線粗糙度數據，則需提取剖面線；
8、進入數據處理界面，點擊提取剖面圖標，選擇斜線，沿垂直于紋理方向提取剖面線；
9、進入分析工具界面，點擊參數分析圖標，點擊右側參數標準，勾選所需線粗糙度相關參數，即可獲取線粗糙度Ra數據。
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