圖3所示為裝有積分球的TIS裝置示意圖。由He-Ne激光器發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)斬波器和衰減器后以30°角入射到樣品表面上，樣品被安置在積分球內(nèi)的可調(diào)節(jié)支架上。入射角可以按照不同的測(cè)量需求來(lái)確定，本裝置之所以選擇30°的入射角是由于所研究的樣品主要是用作激光陀螺鏡。積分球內(nèi)的鏡向光束射出積分球后被高效吸收器所吸收，積分球內(nèi)剩余的光能即為樣品的總積分散射，可被探測(cè)器采集。為了避免直接探測(cè)到樣品的散射光，光路中安裝了光閘。探測(cè)器采集到的信號(hào)先被饋入前置放大器，然后被輸入鎖相放大器。

　　標(biāo)準(zhǔn)散射樣品的表面噴涂有氧化鎂或硫酸鋇，其散射值可由計(jì)量部件用漫反射率標(biāo)定。R0為樣品的總反射率，為完全光滑表面的鏡向反射率，可以根據(jù)樣品的光學(xué)常數(shù)計(jì)算得到。由于散射信號(hào)較小，在測(cè)量中應(yīng)盡量減小系統(tǒng)噪聲。系統(tǒng)噪聲包括積分球內(nèi)空氣塵埃的散射，積分球外的雜散光等。為此，在測(cè)量時(shí)應(yīng)對(duì)雜散光進(jìn)行屏蔽，并盡可能在無(wú)塵的環(huán)境中測(cè)量。樣品的位置也可以移至入射光孔處，這樣測(cè)量得到的主要是透射散射。當(dāng)樣品置于出射光孔處，測(cè)量得到的主要是反射散射。

　　已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，具有Coblentz半球和積分球兩種裝置的散射儀的測(cè)量結(jié)果符合得較好。表1所示為利用兩種裝置測(cè)量同一組光學(xué)平面所得到的RMS粗糙度結(jié)果，可見(jiàn)兩種結(jié)果還是非常一致的。

       3 結(jié)論

　　上述兩種方法均為非接觸式的散射測(cè)量技術(shù)，不會(huì)損傷樣品的表面。除此以外，二者又各有優(yōu)缺點(diǎn)：

　　(1)ARS法的主要優(yōu)點(diǎn)是可正確測(cè)量光散射的空間分布，并通過(guò)其全空間積分，得到表面的總積分散射值；不足之處在于，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，測(cè)量結(jié)果受環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件的影響較大。

　　(2)TIS法具有儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量速度快、不易受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)；主要缺點(diǎn)是無(wú)法獲得光學(xué)表面形貌的全部特征及散射光的空間分布。

　　隨著高科技的發(fā)展，光學(xué)表面粗糙度光散射測(cè)量技術(shù)日益受到各國(guó)學(xué)者、工業(yè)和軍事部門(mén)的重視。目前國(guó)外在這一領(lǐng)域的研究重點(diǎn)已從實(shí)驗(yàn)室的一般原理方法研究發(fā)展到工業(yè)應(yīng)用的研究，大量的工作已經(jīng)集中在表面的大面積自動(dòng)快速檢測(cè)及半導(dǎo)體工業(yè)中亞微米超大規(guī)模集成電路基片微缺陷的研究。另一方面，當(dāng)前的光學(xué)表面粗糙度測(cè)量?jī)x器通常都很昂貴，多用于實(shí)驗(yàn)室作為分析研究之用，而在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)上很少使用。因此，設(shè)計(jì)、研制出一些可實(shí)現(xiàn)表面粗糙度的快速、高精度、在線和自動(dòng)測(cè)量，既能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要又使用方便的表面粗糙度測(cè)量工具和儀器，是今后國(guó)內(nèi)外研究的重要方向。