产品几何技术规范（GPS） 表面结构 区域法 第600部分：区域形貌测量方法的计量特性 征求意见稿

1产品几何技术规范（GPS）表面结构区域法第600部分：区域形貌测量方法的计量特性本文件规定了用于表面形貌测量的区域法测量仪器的计量特性。由于表面轮廓可以从表面形貌图像中提取，因此本文件中大多数术语也可以应用于轮廓法—z轴方向名义上平行于z扫描轴（对于有z扫描的光学系统），光轴（对于非扫描光学系统）或者注2：对于相关概念，评价区域，见ISO25178-2:2021,3.2注2：亦可参见“机械表面”[ISO25178-2:20注3：不同光学方法确定的电磁表面可能不同。光学方法的示例可参见ISO25178-602至ISO251783注2：一个x（y或z）方向的实际量对应于一个测得量XM（YM或ZM）。放大倍数amplificationcoeffαx,αy,αzlx,ly,lz注：例如图2中的曲线4。4△x(x,y),△y(x,y)注3：对于某些仪器，因为其仅在运动时采集数据，所以其仪器噪声不能与其他类型的测量噪声完全分离。如果这样，测得的噪声会包含一个动态成分。另请参见静态噪声（3.2表面形貌重复性surfacetopography注2：有关重复性和其相关概念的讨论，亦可参见VIM[10],2.155A——仪器；D——信号；B——样品；E——环境振动；B’——噪声作用下的样品；F——外部光源；C——数据处理；G——温度变注：术语“提取表面”在ISO12180-1:20116描述仪器的高度响应与表面形貌空间频率之间函数关注3：有多种方法用某一参数来表征仪器传递函数的特性，详见3.—横向周期限DLIM（参见3.1.21和ISO251—触针针尖半径rTIP（参见ISO25178注1：横向周期限是用于描述表面形貌测量仪器的空间或横向分辨力以及区分和测量空间相近表面特征能力的一个量化指标。其值取决于表面特征的高度和所使用的表面探测方法。7—s滤波器（见ISO25178-2:2021,3.1注3：此概念也适用于接触（触针）式仪器注4：关于使用触针仪器测量正弦表面的空间分辨力问题的讨论，见参b）当t大于Wl时，用触针仪器测得的轮廓；栅格深度可以正确测量c）当t小于Wl时，用触针仪器测得的轮廓；触针无法测量谷底的点，’——测得沟槽深度；Wl——全高度转换的极限宽度。ΦMS8计量特性metrologicalcharact注1：计量特性的校准是需要的[15][1产生基准表面的仪器组件，在这个基准表面内，探测系统注：在x和y轴扫描的区域法表面结构测量仪器中，采用区域基准导向建立一个基准表面[ISO25178-2:2021,测量速度speedofmeasur93.3光学系统测量光学带宽measurementopticalbanBλ0测量光波长measurementopticalwaveleλ0注：测量光波长受光源光谱、光学组件的光谱α注：该角有时称为“光锥半角”，见图5。AN=n(λ)sinα表征光学横向分辨力的量，定义为两个点源在满足一个点源的像的一级衍射极小值与另一个点源注1：瑞利准则通常应用于非相干成像系统。对于充满物镜入瞳的理想非相干光系统，瑞利准则取值为0.61λ0/AN。注2：该参数可用于表征高度远小于λ0特征结构的光学形貌测注2：在与上述注释相同的测量条件下，斯派罗准则约等于0.50λ0/AN的空间周期，此时理论的仪器响应降至零。注3：对于理想的相干（例如：激光）光学系统，该光学系统的斯派罗准则等于0.73λ0/AN。注4：该参数可用于表征高度远小于λ0特征结表征光学横向分辨力的量，由可以探测到的最小衍射光栅间距给注1：对于充满物镜入瞳的理想非相干光学系统，其阿贝分辨力极限等于0.5λ0/AN。注2：对于理想的相干（例如：激光）光学系统，其阿贝分辨力极限等于λ0/AN。3.4工件的光学属性注3：ISO10110-8:2019,3.光学非均匀材料opticalnon-uniformma注：光学非均匀材料可能会因视场不同而引入测量相位差4用于表面结构测量的标准计量特性区域法表面结构测量仪器的计量特性见表1。规定形貌空间分辨力时应明确说明具体参数。见αx，αy，αzx,y,zlx，ly，lzx,y,zZFLTzNMzz△x(x,y)，△y(x,y)x,y,z注1：根据测量应用的不同，其他轴运动误注2：最大可测斜率是表面形貌测量仪器需规定的重要限制，但是用户不需要测量此参数，除非它对于某些类型的光学仪器，物镜的数值孔径很大程度上决定了表面测量的最大可测局部斜率。图测量更大的斜率，是因为粗糙表面对光的散射，使得一部b）表面相对于光轴有明显倾斜，因此没有光信号通过物镜返回到探测器使用数值孔径0.95AN的干式物镜时，最大可测局部表面斜率可达72度。更大的斜率可以用更高数值孔径AN的物镜来测量，如水浸或油浸物镜，尽管它们可能不适用于工业本文件规定了用于表面形貌测量的区域法测量仪器的计ABCDEFG••Profile—Part2:Terms,definrequirementsforGPSmeasuringeqAreal—Part6:ClassificatiSurfaceTopography.Springer-Verlag,Berlscalesofarealsurface