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量需求來確定，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，可被探測器采集。為了避免直接探測到樣品的散射光，光路中安裝了光閘。探測器采集到的信號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)計算得到。由于散射信號較小，在測量中應(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，在測量時應(yīng)對雜散光進(jìn)行屏蔽，并盡可能在無塵的環(huán)境中測量。樣品的位置也可以移至入射光孔處，這樣測量得到的主要是透射散射。當(dāng)樣品置于出射光孔處，測量得到的主要是反射散射。

　　已經(jīng)有實驗結(jié)果證明，具有Coblentz半球和積分球兩種裝置的散射儀的測量結(jié)果符合得較好。表1所示為利用兩種裝置測量同一組光學(xué)平面所得到的RMS粗糙度結(jié)果，可見兩種結(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量技術(shù)，不會損傷樣品的表面。除此以外，二者又各有優(yōu)缺點：

　　(1)ARS法的主要優(yōu)點是可正確測量光散射的空間分布，并通過其全空間積分，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，測量結(jié)果受環(huán)境和實驗條件的影響較大。

　　(2)TIS法具有儀器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、測量速度快、不易受環(huán)境影響等優(yōu)點；主要缺點是無法獲得光學(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量技術(shù)日益受到各國學(xué)者、工業(yè)和軍事部門的重視。目前國外在這一領(lǐng)域的研究重點已從實驗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快速檢測及半導(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)表面粗糙度測量儀器通常都很昂貴，多用于實驗室作為分析研究之用，而在生產(chǎn)現(xiàn)場上很少使用。因此，設(shè)計、研制出一些可實現(xiàn)表面粗糙度的快速、高精度、在線和自動測量，既能滿足生產(chǎn)需要又使用方便的表面粗糙度測量工具和儀器，是今后國內(nèi)外研究的重要方向。