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德国GBS光学轮廓仪技术解析
一、品牌与产品概述
德国GBS metrology GmbH（GBS计量有限公司）是一家专注于光学测量技术的企业，总部位于德国伊尔梅瑙（Ilmenau）。该公司主要研发和生产基于白光干涉（WLI）技术的表面形貌测量设备，广泛应用于工业检测、科研及质量控制领域。GBS的光学轮廓仪以高分辨率、快速测量和良好的适应性为主要特点，适用于多种材料表面的微观形貌分析。
二、产品类型
GBS的光学测量产品线涵盖多种类型，主要包括：
Ø smartWLI GBScope–基础型光学轮廓仪，适用于实验室和工业检测
Ø smartWLI GBScanner–高速扫描型光学轮廓仪，支持大范围拼接测量
Ø smartWLI InLineSensor–集成式干涉传感器，适用于自动化在线检测
Ø smartWLI LabSystem–实验室专用高精度测量系统
Ø smartWLI Pro–高性能光学轮廓仪，适用于复杂表面测量
Ø smartWLI Compact–紧凑型光学轮廓仪，适合空间受限环境
Ø smartWLI MultiSensor–传感器集成系统，支持多种测量模式
Ø smartWLI HighSpeed–高速测量系统，适用于动态检测需求
Ø smartWLI LargeArea–大视场测量系统，支持超大面积扫描
Ø smartWLI Custom–定制化光学轮廓仪，满足特殊应用需求
三、主要型号与技术参数
GBS的光学轮廓仪型号丰富，不同型号适用于不同测量需求，以下是部分代表性型号及其技术参数：
型号 | 测量范围 (XYZ) | 垂直分辨率 | 横向分辨率 | 物镜倍率 | 测量速度 |
GBScope 100 | 100×100×50 mm³ | <1 nm | ~0.3 µm | 2.5×–115× | 1–3 s/scan |
GBScanner 300 | 300×300×100 mm³ | <1 nm | ~0.5 µm | 2.5×–50× | 2–5 s/scan |
InLineSensor 50 | 50×50×20 mm³ | <1 nm | ~0.4 µm | 5×–50× | <1 s/scan |
LabSystem 200 | 200×200×80 mm³ | <0.5 nm | ~0.3 µm | 2.5×–115× | 1–4 s/scan |
Pro 150 | 150×150×60 mm³ | <0.5 nm | ~0.3 µm | ×–100× | 1–3 s/scan |
PCompact 80 | 80×80×30 mm³ | <1 nm | ~0.5 µm | 5×–50× | 1–2 s/scan |
工作原理：GBS光学轮廓仪采用白光干涉（WLI）技术，利用宽光谱光源的短相干特性，通过干涉条纹对比度分析样品表面高度信息。测量时，参考镜沿Z轴移动，相机记录干涉信号，计算每个像素点的最佳干涉位置，最终重建三维形貌。
四、产品特点
1、高分辨率测量：垂直分辨率可达亚纳米级，横向分辨率达微米级，适合微观形貌分析。
2、快速扫描与拼接：高速相机结合并行计算，单次扫描仅需1–3秒，支持大面积自动拼接。
3、适应不同表面：可测量镜面、漫反射面及高斜率表面，通过算法优化提升信号捕捉能力。
4、模块化设计：物镜转塔、自动化选项等可灵活配置，适应不同应用需求。
5、抗振动优化：优化的扫描算法降低环境振动影响，提高测量稳定性。
五、应用领域
1、精密制造 ：测量机械零件、刀具、模具的表面粗糙度、磨损及加工纹理。
2、半导体与MEMS：检测晶圆、微机电系统的台阶高度、薄膜厚度及结构形貌。
3、光学元件：分析非球面、自由曲面及衍射光学元件的面形误差（非超光滑表面）。
4、材料研究 ：研究涂层、复合材料、生物材料的表面特性及摩擦磨损行为。
5、质量控制：检测产品表面缺陷、划痕、颗粒污染及几何尺寸偏差。
六、总结
GBS光学轮廓仪凭借白光干涉技术的高分辨率和快速测量能力，在工业检测、科研及质量控制领域具有广泛应用。不同型号可满足从实验室研究到自动化产线检测的多样化需求。
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