友思特案例
金属行业视觉检测案例一：彩涂钢板卷对卷检测
背景
在光学显微镜的世界里，追求“完美”的成像从未停止。然而，当很多光学实验或材料研究使用越来越多的光源进行激发和成像，比如深紫外激光剥蚀样品、荧光成像等，传统的显微镜物镜往往会暴露出一个“缺陷”—色差。
无论多么复杂的折射式物镜，都难以让所有波长的光完美汇聚于同一点。更重要的是，当使用的激光波长进入深紫外（如193nm、213nm甚至157nm）时，普通光学玻璃材料本身就像一块“黑玻璃”，会大量吸收激光能量，导致实验无法进行。因此，显微镜物镜镜头除了标准的折射物镜应用在大多数应用场景中时，反射物镜以其独特的优势在激光剥蚀研究、多波长成像等领域发挥着重要作用。
原理之争：“折射” VS “反射”
要理解反射物镜的优势，我们首先要明白它与传统物镜的根本区别。
1.折射式物镜
这是我们最常见的物镜。光线需要穿透透镜材料（通常是光学玻璃或熔融石英），通过折射（弯曲）来聚焦。这里存在两个天然瓶颈。
一是材料吸收：任何材料对光都有吸收，尤其是在深紫外波段。普通玻璃对紫外光的吸收是不可忽视的，即使是昂贵的紫外级熔融石英也会有所影响。
第二点是色差：不同颜色（波长）的光在玻璃中的折射率不同，导致无法汇聚于同一点。
2.反射式物镜
用独特的双镜反射结构。光线并不穿透玻璃，而是分别在主镜和次镜的镜片表面的金属膜上直接反射。根据光的反射定律，反射的角度与波长无关，而且几乎不存在“吸收”问题。只要光子碰到镜面，它就会被反射。
反射物镜具有消除色差的优势，并且在深紫外波段拥有折射材料无法企及的“高通量”。 它不需要复杂的校正，从设计原理上解决了“吸收”和“色差”两大难题。
反射物镜的核心优势
正是基于反射原理，反射物镜在与折射物镜的较量中，展现出以下不可替代的特性：
1.从深紫外到远红外的“全域通吃”
折射物镜受限于玻璃材料的透过率。普通玻璃吸收紫外光，在157nm、193nm等深紫外波段几乎不透明；多数光学玻璃对中远红外也不透明。因此，一套系统如果想覆盖从深紫外到红外的宽光谱，往往需要更换多个物镜，并反复对焦。
反射物镜则不同。只要为其镀上合适的金属膜（如用于深紫外的DUV增强铝膜，或用于红外的金膜），它就能在190nm-15μm甚至更宽的范围内保持高效反射和高性能成像。这意味着，一台显微镜可以同时进行深紫外激光加工和红外光谱探测，而无需更换物镜或担心焦点漂移。
2. “长工作距离”与“大数值孔径”的兼得
在折射物镜中，高放大倍率通常意味着极短的工作距离，有时甚至只有0.1-0.3毫米。这给操作带来了极大不便，容易撞碎样品或物镜。反射物镜通过巧妙的光学设计，实现了在高数值孔径（NA高达0.65）下，依然拥有长工作距离（1mm）。这个距离为激光聚焦、加装热台、操作探针等留下了宝贵的空间。例如，在进行激光剥蚀时，足够的工作距离可以避免样品喷射的碎屑污染物镜。
3. 无热效应，适合高功率激光
传统透镜会吸收一部分激光能量，尤其是在深紫外波段。这不仅降低了能量传输效率，还可能因热透镜效应导致焦点漂移，甚至损坏镜片。反射物镜表面是金属膜，绝大部分激光能量被反射，自身吸收极少。这使得它能承受更高功率的激光，保持长时间工作的稳定性，是飞秒激光加工、激光剥蚀等高功率应用的理想选择。
应用解析:激光剥蚀与白光干涉测厚
1. LA-ICP-MS
LA-ICP-MS（激光烧蚀电感耦合等离子体质谱）是一种强大的元素分析技术，它用高能激光从固体样品表面剥蚀出微米级颗粒，再由质谱仪分析其成分。在这个过程中，物镜扮演着双重角色：既要将高能激光精准聚焦到样品上，又要作为显微镜让研究人员观察剥蚀过程。
这里有一个关键的技术背景：激光剥蚀系统最常用的激光波长，恰恰是深紫外波段，如193nm（ArF准分子激光）或213nm（Nd：YAG五倍频），甚至更短的157nm（F₂激光）。
如果使用传统折射物镜，会遇到能量损失和焦点漂移。
反射物镜目前已作为Coherent Geolas 激光烧蚀系统的标准镜头的专用物镜，有效解决了这些问题。镀有DUV增强铝膜的反射物镜对193nm激光的反射率高达>89%。即使是紫外激光能量都能有效到达样品表面，极大地提高了剥蚀效率和稳定性。
另外，反射物镜的无色差特性，保证了无论用深紫外光剥蚀，还是用可见光观察，焦点都在同一平面上。研究人员可以清晰、准确地瞄准样品，实现“所见即所剥”。 最后，长工作距离，为复杂的剥蚀池和样品台提供了充足空间。
2.白光干涉测厚仪
白光测厚仪的核心通常是白光干涉法或光谱反射法，其关键在于精确探测从样品不同表面（如顶部和底部）反射回的光程差。
反射物镜在该领域具有以下优势：
极宽光谱适用性 (核心优势)： 白光光源带宽极宽，使用折射物镜时，不同波长的光聚焦点略有不同（色差），会降低干涉信号的质量。反射物镜能确保所有波长严格共焦，产生最清晰、对比度最高的干涉条纹，从根本上提升测量精度。
清晰捕获多层信号：对于透明薄膜测厚，仪器需要同时捕捉来自薄膜表面和底部的反射光。反射物镜无色差的特性，使得这两个来自不同深度（即不同光程）的信号都能被物镜高质量地收集并传递至检测器，从而精确计算出薄膜厚度。
因此，反射物镜在超高精度薄膜厚度与成像等应用场景中成为理想选择。例如，测量半导体晶圆上的透明介质膜层厚度。反射物镜无色差的特性可以确保白光干涉的精确性，同时能够清晰地解析薄膜上下表面产生的两个干涉峰值，从而实现纳米级的厚度测量。结合反射率测量模式（光谱反射法），还可以同步分析薄膜的折射率。
在常规的可见光生物成像领域，现代复消色差物镜已经做得足够出色。然而，当应用触及“深紫外波段”、“高功率激光”、“精确的多波段操作”等极限挑战时，反射物镜便从“备选”变成了“最优解”。它以其独特的物理原理，破解了困扰光学设计师数百年的吸收与色差难题，为科研和工业用户打开了一扇新的大门。
友思特 方案产品套装介绍
BOS反射物镜
真正的无色差：反射式设计,消除轴向与横向色差,成像更清晰,数据更准确。
极宽光谱范围：根据波段自由选择铝膜、DUV增强铝膜或金膜,一镜覆盖所需
超长工作距离：最大可达24.5mm,为您的复杂光路或原位实验提供充足空间
大数值孔径：最高0.65的NA(75X),聚光能力更强,信号更亮。
选择范围大：从蜘蛛腿架数量、次镜凹坑处理、到特殊镀膜的定制选择，