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光切法显微镜的工作原理与测量过程详解
- 2025-11-27-

  要深入理解光切法显微镜的强大功能,必须了解其背后精密的光学工作原理与标准测量流程。这一技术巧妙地将光线作为“刀具”,切割物体表面,从而揭示其真实轮廓。

  光切法的基本原理建立在三角测量的基础上。当一束经过狭缝形成的窄光带以特定角度(国ji标准通常为45°)投射到被测表面上时,光线与表面的交线即反映了该截面的真实形貌。由于入射角固定,反射或散射光的方向会随表面高度的变化而改变。显微镜的观测系统则位于与入射光对称的位置,确保只有来自理想参考平面的光线能进入视场中心。

  在实际观测中,使用者通过显微镜看到的是一条明暗分明的亮带。若表面平整,亮带呈直线;若有凸起,亮带向上偏移;若有凹陷,则向下偏移。这种偏移量Δy与实际高度差Δh之间存在明确的几何关系:Δh=Δy×tan(θ),其中θ为照明角。通过准确测量偏移量,即可还原表面的垂直起伏。

  典型的测量过程包括调焦、对光切面、读数三个步骤。首先,将样品置于载物台上,调整显微镜焦距直到图像清晰。接着,旋转或移动样品,使待测截面与光带方向垂直,以确保测量的是真实剖面。z后,利用显微镜内置的测微目镜或数字成像系统,读取亮带的偏移值,并进行数据处理。

  值得注意的是,光切法测量的是表面某一方向的截面轮廓,因此常需在多个方向上进行测量,以quan面评估表面特性。此外,测量结果受表面反射率、环境光照等因素影响,需在稳定条件下进行。

  光切法显微镜不仅可用于定性观察,还能定量评定表面粗糙度参数,如轮廓算术平均偏差Ra、z大高度Rz等。虽然其测量范围有限,主要适用于中等粗糙度表面,但在许多传统工业领域,它依然是不可或缺的检测工具。

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