非接触式测量技术在干涉测厚传感器中的应用与接触式测量的优势对比

在工业产品的生产与制造中，厚度测量如同一场无声博弈——既要精准捕捉被测样品的微小变化，又需避免对其产生任何干扰。为此，非接触式分光干涉测厚传感器油然而生。它通过光的干涉原理，将被测物体的厚度转化为可观测可读取的数字信号，无需物理接触便能穿透材料表面，从而完成对样品的高效检测。这种技术不仅消除了传统接触式测量中因探头磨损或表面污染导致的误差，更以毫秒级的响应速度和纳米级的分辨率，为半导体、航天航空、汽车制造等众多高精度领域提供了革命性的解决方案。

如何来定义非接触式测量

非接触式测量是指在不直接接触被测物体表面的情况下，通过光学、激光、电磁等物理原理，对物体的厚度进行测量。分光干涉测厚传感器正是基于这一理念，利用干涉光的原理，通过测量光波在物体上下表面反射时的相位差，来计算出物体的厚度。

为什么非接触式测量优于接触式测量

无损测量，保护样品完整性

无损测量算得上非接触式测量的最突出的优势，因为只有达到无损检测，才能使其实现重复精度精准、测量速度变快等后续一系列特点——接触式测量通常需要探针或传感器与被测物体表面接触，这可能会对样品造成一定的损伤，尤其是在测量精密元件或易损材料时。而分光干涉测厚传感器采用的是非接触式测量，完全避免了物理接触，因此不会对样品造成任何损伤。这种无损特性在半导体制造、光学元件检测、涂层厚度测量等领域显得尤为重要。例如，半导体中的太阳能电池板就相较脆弱，如若通过接触式测量来使用探头对其进行检测，大多情况下会导致表面突出的栅线磨损，从而导致投入使用后的太阳能电池片光电转换率不够高，达不到理论标准。

测量速度快、效率高

分光干涉测厚传感器通常具备毫秒级的响应速度，能够实现在线实时测量。相比之下，接触式测量由于需要机械接触，测量速度较慢，且每次测量只能完成一个点，无法满足高速生产线的实时监测需求。例如，在塑料薄膜生产、卷对卷工艺等场景中，非接触式测量能够显著提升生产效率。

精度高、适应性强

分光干涉测厚传感器的测量精度可达到纳米级别，如若使用创视分光干涉测厚传感器，其精度就可达到极致的1nm。这种高精度不仅适用于超薄涂层的测量，也适用于复杂结构的多层材料。此外，分光干涉测厚传感器对材料的表面处理要求较低，无论是透明材料、不透明材料还是带有涂层的物体，都能实现准确测量，且数据精准。

适应恶劣环境，安全性高

接触式测量设备在高温、腐蚀性或带电环境中使用时，可能会受到设备老化或材料变形的影响，甚至存在安全隐患。而分光干涉测厚传感器则不受这些环境因素的限制，能够在高温、潮湿、震动等恶劣条件下稳定工作。此外，其测量过程不涉及辐射或化学物质，对人体和环境无害。

数据处理能力强、便于集成与自动化

分光干涉测厚传感器通常配备先进的数据处理算法，能够实时分析测量数据，并生成高精度的厚度图像或曲线。这种能力使其非常适合与自动化系统集成，实现在线监测与质量控制。例如，在半导体制造中，分光干涉测厚传感器可以实时监控晶圆的厚度变化，确保产品质量的一致性。

从上表可以看出，非接触式测量在精度、速度、适应性和安全性方面都具有显著优势，且由于长期使用成本低、维护简单，因此更适合大规模生产与自动化检测的需求。

应用场景与行业应用

半导体制造

在半导体制造中，晶圆的厚度和表面质量至关重要。分光干涉测厚传感器能够实现纳米级精度的厚度测量，同时避免对晶圆表面造成任何损伤。例如创视分光干涉测厚传感器——TS-I系列可以测量晶圆的厚度，且适用于多种材质的晶圆。

涂层与薄膜测量

在涂料、塑料、电子等行业中，涂层厚度的均匀性直接影响产品质量。非接触式分光干涉测厚传感器能够实时监测涂层厚度，避免因涂层不均导致的返工或者浪费。

航空航天与汽车制造

这两个行业有相似之处。在航空航天和汽车制造中，材料的厚度和结构稳定性是关键。分光干涉测厚传感器能够快速、高精度地测量复杂结构的厚度，适用于管道、储罐等难以接近的部位。

农业与建筑行业

在农业机械中，深度控制技术依赖于非接触式测量，以适应不同土壤条件和地形。在建筑行业中，分光干涉测厚传感器可用于测量混凝土、砖块等材料的厚度，确保施工质量。

非接触式分光干涉测厚传感器凭借其无损测量、高精度、高速度、强适应性等优势，正在逐步取代传统接触式测量方法，成为现代工业中不可或缺的测量工具。随着传感器技术的不断迭代和创新，非接触式分光干涉测厚传感器将在更高精度、更广范围、更智能化的方向发展，为各个行业的企业与用户提供精准、高效的测量解决方案。