ZYGO ZeGage Pro數(shù)據(jù)處理分析
使用ZYGO 3D光學(xué)輪廓儀ZeGage Pro獲得三維表面形貌數(shù)據(jù)后,通過軟件進行的數(shù)據(jù)處理與分析是將原始信息轉(zhuǎn)化為有價值結(jié)論的關(guān)鍵步驟。配套軟件通常提供一系列工具來完成這項工作。
1. 數(shù)據(jù)預(yù)處理與優(yōu)化
在定量分析之前,通常需要對原始三維數(shù)據(jù)進行一些處理,以消除系統(tǒng)誤差或非目標(biāo)因素。
調(diào)平:去除因樣品放置傾斜或基準(zhǔn)面不平導(dǎo)致的整體傾斜。軟件提供平面擬合功能(如最小二乘法),可以從數(shù)據(jù)中減去這個擬合平面,使分析聚焦于表面的微觀起伏。
形狀去除:如果樣品本身具有曲率(如球面、柱面),可以擬合并去除這種基礎(chǔ)形狀,以便更好地觀察局部粗糙度或缺陷。
濾波:用于分離表面中不同空間頻率的成分,或去除噪聲。常見的濾波包括:
無效數(shù)據(jù)區(qū)域處理:對于因表面反射率過低、過高或存在陰影等原因?qū)е滦盘杹G失的區(qū)域(顯示為空洞),可以使用鄰近數(shù)據(jù)插值等方法進行修補。
2. 三維形貌可視化
軟件提供多種方式直觀展示三維數(shù)據(jù):
偽彩色圖:zui 常用的顯示方式,用顏色梯度表示高度,直觀反映表面起伏。
陰影圖/渲染圖:模擬光照效果,增強三維立體感,突出紋理特征。
等高線圖:用等高線連接相同高度的點,有助于判斷表面斜率變化和形狀。
截面視圖:可以虛擬“切開"三維數(shù)據(jù),觀察內(nèi)部任意剖面的形貌。
3. 二維輪廓分析
從三維數(shù)據(jù)中提取一條線的截面信息進行分析。
輪廓提取:在三維圖上任意位置繪制一條線段,軟件即可生成該線的二維高度輪廓曲線。
輪廓參數(shù)測量:直接在輪廓曲線上測量水平距離、垂直高度(臺階高度)、角度、曲率半徑等。
線粗糙度參數(shù)計算:按照ISO 4287等標(biāo)準(zhǔn),計算輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓zui 大高度Rz等參數(shù)。這適用于需要與傳統(tǒng)的接觸式輪廓儀數(shù)據(jù)進行對比的場合。
4. 三維表面紋理參數(shù)分析
這是基于三維形貌數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化分析,遵循ISO 25178等標(biāo)準(zhǔn)。用戶選定一個或多個分析區(qū)域后,軟件可計算一系列參數(shù):
5. 幾何尺寸測量
軟件提供多種幾何計量工具:
點、線、面測量:測量任意兩點間的三維距離、空間角度、直線長度、平面面積和傾斜度等。
體積與面積測量:計算特定區(qū)域上方或下方的材料體積(如凹坑容積、顆粒體積、磨損量)、真實表面積(考慮三維起伏)與投影面積。
臺階高度/薄膜厚度測量:通過定義上下兩個基準(zhǔn)平面,自動計算它們之間的垂直距離,這是測量薄膜厚度或蝕刻深度的常用方法。
6. 統(tǒng)計與批量分析
多特征統(tǒng)計:對同一表面上多個相同特征(如多個凸點、凹坑)進行測量,自動計算其尺寸的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、zui 大值和最小值。
數(shù)據(jù)分布:生成表面高度值的分布直方圖,分析其對稱性和集中趨勢。
批處理與報告:對于多個樣品或同一樣品上的多個區(qū)域,可以設(shè)置批處理程序自動測量和分析,并生成匯總報告。
7. 數(shù)據(jù)導(dǎo)出與報告
所有分析結(jié)果、圖表和三維圖像可以整合到自定義的報告中,并導(dǎo)出為PDF、Word或Excel等通用格式。原始數(shù)據(jù)和中間處理結(jié)果也可以特定格式導(dǎo)出,供其他專業(yè)軟件進行進一步分析或存檔。
通過這套集成的數(shù)據(jù)處理與分析工具,用戶可以從ZYGO ZeGage Pro采集的三維形貌數(shù)據(jù)中,提取出定量的、符合國際標(biāo)準(zhǔn)的表面特征信息,為材料研究、工藝優(yōu)化、質(zhì)量控制和失效分析提供客觀的數(shù)據(jù)支持。
ZYGO ZeGage Pro數(shù)據(jù)處理分析