ZYGO干涉仪GPI-XP-D使用说明

ZYGO干涉仪使用说明

1.0目的

制定本文件是为了详细说明如何使用ZYGO干涉仪测量平面、球面、柱面晶体元件的曲率半径、面形（平行度、平面度）、以及透过波前畸变，并提高检验过程的准确性和可重复性。

2.0范围

本文件涉及用ZYGO干涉仪检测平面、球面、柱面元件的一般方法。

3.0记录

在检验过程中将会生成以下记录：

3.1干涉图（保存文件名为*.Tif），在实时窗口上点击FILE-SAVE保存。

3.2测试数据（保存文件名为*.Dat），测试完成后点击SAVE DATE保存。

4.0相关文件

4.1与本文件相关的文件有：

•待测零件图纸

5.0定义

5.1应用（application）

应用是ZYGO干涉仪中一系列功能的组合，保存为后缀名为“*.app”的文件。不同的应用用于不同项目的测量。比较常用的是GIP.app用于一般的平面和球面的测量，GPI-Cylinde.app 用于柱面面形的测量，Angle.app用于平行角度的测试。

5.2猫眼像（cateye）

又称为标准镜的像。标准镜的出射光在焦点处被返回时出现的干涉条纹，是透过干涉仪的光线与和它对称的标准面之间的干涉图形。

5.3镜片像

从标准镜出射的光在整个零件表面被原路反射回来与标准面的反射光发生干涉产生的干涉图形。包含待测零件的表面或波前信息，是面形检测的主要信息来源。

5.4升降台

可以升降的平台，带有小倾角调节功能，一般用于放置平面元件。

5.5Align/View模式

按下控制盒上的align/view切换的2个模式之一。align模式可以看到一个黑色固定的十字线和反射回干涉仪的光点，一般用于零件对准，特点是视场较大。View模式是按下控制盒上的align/view切换的2个模式之一，可以看到干涉条纹，特点是放大率较高，但是视场较小。一般在align界面对准后在view界面观察条纹。

5.6标准镜

干涉仪上使用的参考表面，用于生成理想的平面、球面波，作为测量基准。

5.7长度基准

设定图像的长度基准，因为放大率不同或者屈光度不同，同样大小的干涉图所代表的零件大小可能有很大的差异。设定长度基准的目的就是告诉干涉仪图形中的一段长度相当于镜片中长度的多少，方便控制测量区域和设定掩膜。

5.8掩膜（mask）

表明干涉图中有效区域的工具。可以根据需要设定有效区域的形状、大小、位置，也可以从有效区域中挖去一部分不需要的。

6.0职责

主要包括以下几个方面：

6.1 zygo干涉仪使用和维护部门为品管部。品管部经理负责保证过程实施所需的培训及资源。

6.2按照校准计划对设备定期检定。

6.3指定的仪器使用者需保证使用过程按按照操作规程操作仪器（程序文件要求实施）。6.4定期对设备进行保养。

7.0工具、计量器具、测量设备

7.1主要设备和工具包括：

ZYGO干涉仪，导轨，三爪卡盘，六维调整架，平面标准镜TF，各种规格的球面标准镜TS，柱面标准镜CGH，标准平面反射镜，升降台

7.2认识ZYGO干涉仪

ZYGO干涉仪由主机，测长装置导轨，电脑，控制盒四个主要部分组成。其中主机又分为主机箱，移相头和标准镜支架三部分。测长装置是多普勒双频激光测距仪，其中角锥（反射器）安装在导轨上的六维调整架上可以随着调整架上的镜片同步移动。

7.3认识软件界面

干涉仪软件MetroPro界面左边是各种功能按钮，有些的作用是实现某种操作，有些的点开是一个窗口，右边是各种图形、数据、信息窗口。

8.0安全要求

•测量过程中，注意对透镜的防护，尤其是表面和边角容易损坏的部位。

•标准镜使用时要插入到位，螺丝拧紧。不用时要摆放到盒子中避免意外损坏。

9.0操作流程

使用干涉仪测量面形主要包括以下步骤：开机，选择、安装标准镜，找到待测零件表面干涉条纹，输入零件号等相关信息，设定长度基准，取掩膜，测量，结果保存和打印。不同的零件在找干涉条纹和一些设定方面有所区别，但是基本步骤差不多。

9.1开机

依次开启ZYGO显示器电源，机箱控制面板上电源按钮：MASTER、MONITOR、AUX1、AUX2，以及干涉仪主机箱右侧下方POWER。

9.2启动软件，运行程序

打开干涉仪主机上的开关以及光栅尺显示屏背后的开关，打开电脑开关启动电脑。进入Windows后，双击电脑桌面上的Metropro.exe（如图一）图标启动干涉测量分析软件，运行程序，进入ZYGO测试操作桌面。启动完成后会自动进入GPI.app，如果没有，关闭当前的窗口，待其缩小为按钮后，在应用选择窗口中点击GPI.app，或者相应的程序。

图一

9.3平行度测试

主要测试步骤如下：

9.3.1按监视器遥控器上的显示切换键（ALIGN/VIEW），使监视器处于排列状态。扭动参考反射镜上方的调节旋钮，调整镜面方向，使得反射镜反射回的最亮光斑与十字分划线交点重合。完成后,按遥控器上的显示切换键（ALIGN/VIEW），使监视器处于浏览状态。双击ZYGO测试操作桌面中angle.app按钮进入平行测试操作界面。

9.3.2调整好后将待测晶体放置到样品支架上，通过观察监视器调整晶体，使晶体垂直于测试光（监视器中晶体边缘清晰可见。）

9.3.3点击操作界面左下角Measure Controls对话框中的Refractive index,录入待测晶体的折射率（选择632.8nm时对应晶体的折射率，如图二），按回车键确定。

图二

9.3.4点击测试界面左上角的Calibrate按钮，在弹出的对话界面中点击Fringe按钮,对话框中图像显示会进行更新，锁定并显示监视器中画面。使用鼠标标记晶体通光面宽度，在弹出的对话框中，录入晶体通光面宽度，按回车键确定。

9.3.5点击测试界面中左上角Mask Data按钮（如图三、四所示）,在弹出的有动态图像的对话框中，首先从下部选项中选择晶体外形标定（例如正方形则选择square）。在动态图像中，使用鼠标准确标定待测晶体，要求标定范围不能超出晶体。并在动态图像上方无晶体的空间内，选择与待测晶体规格相近的区域，此区域将作为参考区域。