白光干涉仪是一种基于白光干涉原理的非接触式表面形貌测量设备。它主要用于测量表面的三维形貌、微观轮廓、台阶高度及粗糙度，在半导体、光学元件、精密加工等领域有重要应用。
一、工作原理
基于白光干涉现象与垂直扫描技术。其核心是将一束白光分成两路：测量光与参考光。
系统光源通常为氙灯或白光LED，发出的光经分光镜分为两束。一束光（测量光）通过干涉物镜垂直投射到被测样品表面，反射后返回。另一束光（参考光）投射到参考镜表面，反射后返回。当两束光重新汇聚时，由于存在光程差，会发生干涉。
干涉发生的必要条件是两个光路的光程差在所用光源的相干长度以内。白光的相干长度极短，通常在微米量级，因此只有在测量光与参考光的光程近乎相等时，才会产生清晰的干涉条纹。通过压电陶瓷驱动器驱动干涉物镜或工作台，使测量光路的光程在垂直方向（Z向）进行精密的扫描。
在扫描过程中，探测器同步采集每一垂直位置对应的被测点二维干涉图像。对于样品表面的每一点，当测量光与参考光的光程差为零时，该点会出现干涉信号强度的极值。通过记录扫描过程中每一点出现干涉信号极值时所对应的垂直扫描位置，即获得了该点相对于参考面的高度信息。对样品表面所有点进行此计算，经过数据处理与三维重建，即可得到样品表面的三维形貌图。
二、主要优势解析
相比接触式轮廓仪、激光共聚焦显微镜等其他表面测量技术，白光干涉仪具备以下核心优势：
非接触无损测量：探测光以光学方式接触样品表面，不施加任何机械力。这避免了对柔软、易划伤、易变形或粘性材料的损伤，也消除了测针磨损与测量力带来的误差。
高垂直分辨率与测量精度：基于光的干涉原理，其垂直分辨率可达亚纳米级别，对高度、深度、台阶等特征的测量具有较高精度。其精度源于光的波长这一自然基准，以及精密的压电陶瓷扫描与控制技术。
宽动态测量范围：兼具高垂直分辨率与大测量范围。其垂直扫描范围通常可达数毫米，结合高分辨率物镜，可在同一系统中实现从纳米级粗糙度到毫米级台阶高度的测量，无需更换测头。
快速全场测量：一次垂直扫描即可获取整个视场内所有点的三维高度信息，测量速度快，尤其适合需要统计性表面参数的应用。与单点扫描的轮廓仪相比，效率提高。
可测量复杂表面与材料：其测量信号基于光的干涉强度，对大部分固体材料均适用，与材料的导电性、磁性、颜色等属性基本无关。可测量陡峭侧壁、复杂结构，并可通过多种物镜适配不同测量范围与横向分辨率。
操作与分析自动化：配备自动化控制与分析软件，可实现自动对焦、自动扫描、自动拼接以及丰富的三维形貌参数自动计算与报告生成，操作便捷，重复性好。
白光干涉仪通过其独特的光学干涉与垂直扫描原理，实现了对表面三维形貌的高精度、高效率、非接触式测量。其在垂直分辨率、测量范围、适用性及自动化方面的综合优势，使其成为微观与纳米尺度表面计量领域的核心工具之一。
