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日本尼康
標題:尼康SENSOFAR共聚焦
詳情介紹

尼康SENSOFAR共聚焦

 

中文字幕簡介

Sensofar 3D光學輪廓儀(共聚焦+白光干涉):使用sensofar专有技术开发的Neox光學輪廓儀,集成了共聚焦计数和干涉测量技术,并具有薄膜测量能力,该系统可以用于标准的明场彩色显微成像,共焦成像,三维共焦建模,PSI、VSI及高分辨率薄膜厚度测量。

中文字幕詳細信息

     使用Sensofar专有技术开发的neox光學輪廓儀,其共聚焦部分的主要优点是有着极高发光效率的照明硬件和高对比度算法。这些特点使系统成为测量有着陡峭斜面、粗糙的、反光表面和含有异种材料样品的理想设备。高品质干涉光学系统和集成压电扫描器是干涉轮廓仪部分的关键。这项技术对于测量非常光滑至适度粗糙的表面比较理想。这些技术的组合为neox轮廓仪提供了无限宽广的应用领域。
  

Sensofar 3D光學輪廓儀

 

Sensofar 3D光學輪廓儀

可用于標准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常快的測量速度,只需方便地切換適當的物鏡,調焦,並選擇適當的采集模式即可。


※ 微显示共聚焦扫描
  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,並且在高倍率時降低像素抖動優化效果。對于共焦掃描,neox使用基于微型顯示器的Sensofar專利技術。該微型顯示器基于鐵電液晶矽(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、穩定並擁有無限的壽命。
※ 彩色CCD摄像头
   Neox使用一個高速高分辨率的黑白CCD攝像頭爲系統計量探頭。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。該系統在垂直掃描過程中記錄圖像合焦位置像素,並和其Z軸位置匹配從而得到全聚焦彩色圖像,並以此來創建出色的三維模型。
※ 物镜
   Neox使用独特的CFI60 Nikon物镜,在各NA时都有最大的工作距离。可选用的物镜超过50种,每一款都可对应某种特别应用:可用于共聚焦成像和建模的较高NA,倍率范围2.5X至200X,超长工作距离,特长工作距离及浸水物镜;带调焦环的物镜可在最厚2mm范围的透明介质对焦;2.5X至100X带参考镜校正及顶端倾斜的物镜。
※ 双垂直扫描器
   雙垂直掃描器包括一個電動平台和壓電掃描器,以獲得最高的掃描範圍和最高的測量精度及重複精度。高定位精度的線性平台行程40mm,最小步進可達10nm,用于共聚焦掃描非常理想。集成的壓電掃描器最高掃描範圍200μm,壓電電阻傳感器高定位分辨率0.2nm,全行程精度1nm。現有的其它掃描平台使用光學編碼器,精度僅30nm且不確定,限制了系統的精確度和重複性。結合線性平台和壓電掃描器的獨特設計,使Neox在0.1納米至幾毫米測量範圍內擁有業界最高的精度,線性和重複性。
※ 集成反射光谱仪
   共聚焦及幹擾法測量薄膜厚度的實際限制約爲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,厚度範圍在10nm,最高可達10層膜。該光纖通過顯微目鏡成像,因此,薄膜測量點尺寸最小可達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。
※ 双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),並改善PSI噪聲爲0.01nm垂直分辨率。
※ 高速度 (12.5 fps 共聚焦帧速率)
   基于FLCoS微型显示器的高速转换速度和特有的快速共聚焦算法,本设备可达到12.5帧/秒的共聚焦图像帧率,垂直3D扫描达到8层/秒,这意味着3D共焦测量扫描速度范围为0.5至350μm/s。干涉扫描速度为50 fps,即垂直扫描速度高达800μm/s。一次典型的测量时长,其中包括扫描后的运算,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,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具有極高的光效,專有的共聚焦算法可提供納米級的垂直方向重複性。超長工作距離(SLWD)可測量高寬比較大、形狀較陡的樣品。

※幹涉(Interferometry)
  ● PSI 模式 (PSI Profiling)
  相位差干涉仪 (Phase Shift Interferometers)可以亚纳米级的分辨率测量非常光滑与和连续的表面高度。必须准确对焦在样品上,并进行多步垂直扫描,步长是波长的精确的分数。PSI算法借助适当的程序将表面相位图转换为样品高度分布图。
  PSI模式可在所有的数值孔径(NA)下提供亚纳米级的垂直分辨率。放大倍率较小时(2.5X)可以测量较大视场范围,并具有同样的垂直分辨率。但是光波相干长度使其测量范围限制在微米级。PSI算法使neox 得到纳米尺度的形态特征,并以亚纳米尺度对超平滑的表面纹理参数作出评估。
● VSI 模式 (VSI Profiling)
   白光干涉仪 (White-Light Vertical Scanning Interferometers)可用于测量光滑表面或适度粗糙表面的高度。当样品表面各个点处于最佳焦点位置时可得到最大干涉条纹对比度。多步垂直扫描样品,表面上的每一个点会通过对焦点,通过检测干涉条纹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特征。其測量範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常快,當然這會導致一定程度垂直分辨率損失。

※薄膜测量 (Thin Film)
  光譜反射法是薄膜測量的首選方法之一,因爲它准確、無損、迅速且無需制備樣品。測量時,白光照射到樣品表面,並將在膜層中的不同界面反射,並發生幹涉和疊加效應。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,並不斷優化厚度值,直到實現最佳匹配。
  Neox也可用作高分辨率的薄膜测量系统,它适用于单层箔,膜或基板上的单层薄膜,而且还可以处理更复杂结构(最高可至基板上10层薄膜)。可在一秒内测量从10nm到20μm的透明薄膜,厚度分辨率0.1 nm,横向分辨率达5μm。

Sensofar 3D光學輪廓儀

使用Sensofar专有技术开发的neox光學輪廓儀,其共聚焦部分的主要优点是有着极高发光效率的照明硬件和高对比度算法。这些特点使系统成为测量有着陡峭斜面、粗糙的、反光表面和含有异种材料样品的理想设备。高品质干涉光学系统和集成压电扫描器是干涉轮廓仪部分的关键。这项技术对于测量非常光滑至适度粗糙的表面比较理想。这些技术的组合为neox轮廓仪提供了无限宽广的应用领域。

Sensofar 3D光學輪廓儀

可用于標准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常快的測量速度,只需方便地切換適當的物鏡,調焦,並選擇適當的采集模式即可。
特點:
※ 微显示共聚焦扫描
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,並且在高倍率時降低像素抖動優化效果。對于共焦掃描,neox使用基于微型顯示器的Sensofar專利技術。該微型顯示器基于鐵電液晶矽(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、穩定並擁有無限的壽命。
※ 彩色CCD摄像头
Neox使用一個高速高分辨率的黑白CCD攝像頭爲系統計量探頭。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。該系統在垂直掃描過程中記錄圖像合焦位置像素,並和其Z軸位置匹配從而得到全聚焦彩色圖像,並以此來創建出色的三維模型。
※ 物镜
Neox使用独特的CFI60 Nikon物镜,在各NA时都有最大的工作距离。可选用的物镜超过50种,每一款都可对应某种特别应用:可用于共聚焦成像和建模的较高NA,倍率范围2.5X至200X,超长工作距离,特长工作距离及浸水物镜;带调焦环的物镜可在最厚2mm范围的透明介质对焦;2.5X至100X带参考镜校正及顶端倾斜的物镜。
※ 双垂直扫描器
雙垂直掃描器包括一個電動平台和壓電掃描器,以獲得最高的掃描範圍和最高的測量精度及重複精度。高定位精度的線性平台行程40mm,最小步進可達10nm,用于共聚焦掃描非常理想。集成的壓電掃描器最高掃描範圍200μm,壓電電阻傳感器高定位分辨率0.2nm,全行程精度1nm。現有的其它掃描平台使用光學編碼器,精度僅30nm且不確定,限制了系統的精確度和重複性。結合線性平台和壓電掃描器的獨特設計,使Neox在0.1納米至幾毫米測量範圍內擁有業界最高的精度,線性和重複性。
※ 集成反射光谱仪
共聚焦及幹擾法測量薄膜厚度的實際限制約爲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,厚度範圍在10nm,最高可達10層膜。該光纖通過顯微目鏡成像,因此,薄膜測量點尺寸最小可達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。
※ 双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),並改善PSI噪聲爲0.01nm垂直分辨率。
※ 高速度 (12.5 fps 共聚焦帧速率)
基于FLCoS微型显示器的高速转换速度和特有的快速共聚焦算法,本设备可达到12.5帧/秒的共聚焦图像帧率,垂直3D扫描达到8层/秒,这意味着3D共焦测量扫描速度范围为0.5至350μm/s。干涉扫描速度为50 fps,即垂直扫描速度高达800μm/s。一次典型的测量时长,其中包括扫描后的运算,通常小于5秒。
規格:
配置
應用示例:
壓力傳感器
壓力傳感器阵列,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,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具有極高的光效,專有的共聚焦算法可提供納米級的垂直方向重複性。超長工作距離(SLWD)可測量高寬比較大、形狀較陡的樣品。

※幹涉(Interferometry)
  ● PSI 模式 (PSI Profiling)
  相位差干涉仪 (Phase Shift Interferometers)可以亚纳米级的分辨率测量非常光滑与和连续的表面高度。必须准确对焦在样品上,并进行多步垂直扫描,步长是波长的精确的分数。PSI算法借助适当的程序将表面相位图转换为样品高度分布图。
  PSI模式可在所有的数值孔径(NA)下提供亚纳米级的垂直分辨率。放大倍率较小时(2.5X)可以测量较大视场范围,并具有同样的垂直分辨率。但是光波相干长度使其测量范围限制在微米级。PSI算法使neox 得到纳米尺度的形态特征,并以亚纳米尺度对超平滑的表面纹理参数作出评估。
● VSI 模式 (VSI Profiling)
   白光干涉仪 (White-Light Vertical Scanning Interferometers)可用于测量光滑表面或适度粗糙表面的高度。当样品表面各个点处于最佳焦点位置时可得到最大干涉条纹对比度。多步垂直扫描样品,表面上的每一个点会通过对焦点,通过检测干涉条纹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特征。其測量範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常快,當然這會導致一定程度垂直分辨率損失。

※薄膜测量 (Thin Film)
  光譜反射法是薄膜測量的首選方法之一,因爲它准確、無損、迅速且無需制備樣品。測量時,白光照射到樣品表面,並將在膜層中的不同界面反射,並發生幹涉和疊加效應。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,並不斷優化厚度值,直到實現最佳匹配。
  Neox也可用作高分辨率的薄膜测量系统,它适用于单层箔,膜或基板上的单层薄膜,而且还可以处理更复杂结构(最高可至基板上10层薄膜)。可在一秒内测量从10nm到20μm的透明薄膜,厚度分辨率0.1 nm,横向分辨率达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

最大坡度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

最大坡度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

 

幹涉物鏡

 

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 蓝光(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

最大坡度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

垂直範圍PSI(mm)

5mm

垂直範圍ePSI(mm)

100mm

垂直範圍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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