Độ nhám bề mặt của phôi là một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng bề mặt của phôi. Đây là một thông số quan trọng quyết định hiệu suất và chất lượng của phôi. Sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, sự cải tiến liên tục về độ chính xác gia công và sự xuất hiện của các công nghệ mới, vật liệu mới và quy trình mới đã đưa ra các yêu cầu ngày càng cao hơn đối với việc phát hiện độ nhám bề mặt của phôi. Đồng thời, nghiên cứu về các quá trình ma sát và mài mòn, phân tích các quy trình xử lý và thảo luận về trạng thái tiếp xúc bề mặt đều yêu cầu mô tả định lượng về hình học vi mô bề mặt. Phương pháp đo tiếp xúc truyền thống dễ làm xước bề mặt của phôi, tốc độ đo thấp và phạm vi đo bị ảnh hưởng bởi bán kính của đầu dò, không phù hợp để phát hiện trực tuyến.
Việc sử dụng các phương pháp đo quang không tiếp xúc có thể bù đắp cho những thiếu sót của các thiết bị đo bút stylus. Các phương pháp đo quang phổ biến bao gồm phương pháp tán xạ ánh sáng, phương pháp đốm quang, phương pháp hội tụ, phương pháp giao thoa, v.v. Phương pháp quang học để đo độ nhám bề mặt dựa trên hiệu ứng quang học của bề mặt được đo. Các sóng ánh sáng phát ra từ nguồn sáng chiếu tới bề mặt của vật thể được đo theo cách song song, phân kỳ hoặc hội tụ thông qua hệ thống quang học. Các sóng ánh sáng phản xạ trên bề mặt của vật thể được đo phản ánh hình dạng bề mặt của vật thể được đo. Thông tin quang học của sóng ánh sáng phản xạ được tiếp nhận, chuyển đổi, tính toán, hiển thị và ghi lại bởi các loại cảm biến quang điện và mạch xử lý sau khác nhau. Bài báo này áp dụng phương pháp đo độ nhám bề mặt dựa trên nguyên lý tán xạ laser, có thể thực hiện thử nghiệm không phá hủy và thử nghiệm nhanh trực tuyến không tiếp xúc về độ nhám bề mặt của các bộ phận có độ chính xác cao và có giá trị kinh tế cao.
Hiện tượng tán xạ ánh sáng trên bề mặt gồ ghề
Khi một chùm ánh sáng chiếu tới bề mặt của một vật thể thô ráp ở một góc nhất định, theo nguyên lý hình học của ánh sáng, ánh sáng sẽ bị vật thể tán xạ và phản xạ, cường độ của ánh sáng tán xạ và ánh sáng phản xạ có liên quan đến độ nhám bề mặt của vật thể. Ánh sáng phản xạ tập trung vào một diện tích rất nhỏ để tạo thành một điểm sáng: ánh sáng tán xạ được phân bố xung quanh điểm sáng phản xạ để tạo thành một dải sáng bao gồm nhiều điểm sáng. Nếu bề mặt của một vật thể tương đối nhẵn, năng lượng ánh sáng của điểm sáng phản xạ tương đối mạnh và dải sáng tán xạ tương đối hẹp; ngược lại, nếu bề mặt của một vật thể tương đối thô ráp, năng lượng ánh sáng của điểm sáng phản xạ tương đối yếu và dải sáng tán xạ tương đối rộng. Hiện tượng này cho thấy về mặt định tính rằng cường độ năng lượng ánh sáng tán xạ có liên quan đến độ nhám của bề mặt vật thể. Bài báo này thu thập thông tin về độ nhám bề mặt của một vật thể một cách định lượng bằng cách nghiên cứu sự phân bố năng lượng ánh sáng của ánh sáng tán xạ.
