一、引言

光学测量技术因其非接触、高精度、全场测量等优势，在智能制造、微电子制造、汽车工业、航空航天等领域中发挥着不可替代的作用。随着人工智能、边缘计算和高分辨率成像技术的发展，光学测量正朝着智能化、实时化、网络化方向演进。

二、光学测量的基本原理与发展历程

光学测量涵盖多种技术手段，主要包括：

激光三角法：利用激光投射与接收角度变化实现位移测量；

干涉测量：基于光波叠加原理进行纳米级形貌重建；

共聚焦显微术：实现高分辨率三维表面分析；

白光干涉术（WLI）：适用于晶圆、微结构、涂层厚度测量；

数字图像相关技术（DIC）：通过图像比对分析物体变形；

机器视觉测量：结合图像识别算法进行尺寸、缺陷检测。

三、核心技术与系统组成

1. 高速CCD/CMOS相机

具备高分辨率、高帧率特性，适用于动态测量场景。

2. 激光位移传感器与扫描仪

适用于自动化生产线上的在线尺寸测量与轮廓识别。

3. 白光干涉测量系统

集成光源、物镜、扫描平台与数据处理模块，广泛用于半导体器件与光学元件检测。

4. 光学轮廓仪与显微干涉系统

结合显微镜与干涉技术，实现微观结构的高精度测量。

四、典型应用场景

1. 半导体芯片线宽与台阶高度测量

集成电路中金属线条宽度、氧化层厚度等参数需达到几纳米甚至更小，依赖高精度光学测量系统进行评估。

2. 汽车零部件尺寸检测

发动机缸体、齿轮、刹车片等零件通过机器视觉进行自动尺寸测量。

3. 医疗器械外观缺陷检测

便携式血压计、监护仪等设备通过光学图像识别检测划痕、异物等问题。

五、挑战与未来发展趋势

当前面临的问题包括：

复杂结构遮挡效应影响测量完整性；

衍射极限限制空间分辨率；

图像处理算法复杂度高。

未来发展方向包括：

超分辨光学测量技术突破（如STED、SIM）；

AI驱动图像重建与自动分析系统；

便携式光学测量设备开发；

多模态融合测量平台（如光学+AFM+SEM）；

标准化图像数据库建设：推动研究成果共享与复现。