目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 目前光學顯微量測技術多以垂直掃描方式進行，時間冗長且 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 無法快速檢測，若不以機械式掃描系統進行量往會出現深度解 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 析力不足的問題。本研究架設一套彩色共焦顯微儀 (Chromatic Confocal Microscope, CCM)系統，首先應用機械式掃描方對待測物 系統，首先應用機械式掃描方對待測物 系統，首先應用機械式掃描方對待測物 系統，首先應用機械式掃描方對待測物 系統，首先應用機械式掃描方對待測物 系統，首先應用機械式掃描方對待測物 系統，首先應用機械式掃描方對待測物 表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服表面建立波長對應深 度關係，因而可具備高空間解析且能克服度解析力不足的問題，進而以單次 度解析力不足的問題，進而以單次 度解析力不足的問題，進而以單次 度解析力不足的問題，進而以單次 度解析力不足的問題，進而以單次 度解析力不足的問題，進而以單次 度解析力不足的問題，進而以單次 度解析力不足的問題，進而以單次 (One-Shot)量測方式取代機械掃 量測方式取代機械掃 量測方式取代機械掃 量測方式取代機械掃 量測方式取代機械掃 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 描，即將各波長之光聚焦於不同深度位置可提供大範圍的時 量測可能性，並進行三維形貌及重建。 量測可能性，並進行三維形貌及重建。 量測可能性，並進行三維形貌及重建。 量測可能性，並進行三維形貌及重建。 量測可能性，並進行三維形貌及重建。 量測可能性，並進行三維形貌及重建。 量測可能性，並進行三維形貌及重建。
在系統架設上， 在系統架設上， 在系統架設上， 在系統架設上， CCM以微型光譜儀擷取焦平面資訊，探討 以微型光譜儀擷取焦平面資訊，探討 以微型光譜儀擷取焦平面資訊，探討 以微型光譜儀擷取焦平面資訊，探討 以微型光譜儀擷取焦平面資訊，探討 各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適各個光學元件選用 依據以及比較在不同參數之下，系統適的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 的參數值大小，使系統達最佳化並藉由變換不同焦距之繞射光學元 件(Diffraction Optical Element, DOE)，改變量測深度範圍，可因應不 ，改變量測深度範圍可因應不 ，改變量測深度範圍可因應不 ，改變量測深度範圍可因應不 ，改變量測深度範圍可因應不 ，改變量測深度範圍可因應不 同待測物的深度需求調整及選用。 同待測物的深度需求調整及選用。 同待測物的深度需求調整及選用。 同待測物的深度需求調整及選用。 同待測物的深度需求調整及選用。
關鍵字： 彩色共焦顯微儀、繞射光學元件譜 彩色共焦顯微儀、繞射光學元件譜 彩色共焦顯微儀、繞射光學元件譜 彩色共焦顯微儀、繞射光學元件譜 彩色共焦顯微儀、繞射光學元件譜 彩色共焦顯微儀、繞射光學元件譜 彩色共焦顯微儀、繞射光學元件譜 。

Nowadays, the optical microscopy technology is usually implemented with the vertical scanning method, which is time-consuming and cannot be used for fast inspection. If the measurement is not performed by a mechanical scanning system, the problem of insufficient depth resolution often occurs. In this thesis, a chromatic confocal microscopy (CCM) system was set up. The mechanical scanning measurement method was first used to establish a wavelength corresponding depth relationship curve for the overall system. The established wavelength corresponding depth relationship curve can not only provide high spatial resolution but also overcome the problem of insufficient depth resolution. Further, one-shot measurement which is to focus light of each wavelength at different depths for three-dimensional topography measurement and reconstruction rather than mechanical scanning measurement was used. Thus, the real-time measurement capabilities over a wide range of depth can be achieved.
In the CCM system setup, a miniature spectrometer was used to capture the focal plane information. To optimize the system, the selection basis of each optical component was discussed and the parameter values applicable to the system under different optical components was compared. The measurement depth range of the CCM system can be adjusted by changing the diffraction optical element (DOE) of different focal lengths. Therefore, the CCM system can be used to measure the specimens with different depth requirements.
Keywords: Chromatic Confocal Microscope, Diffractive Optical Element, Spectrum.

一、 簡介 1
二、 文獻回顧 4
三、 實驗原理 11
3.1 聚焦點形狀法原理 11
3.2 軸向色散原理 13
3.2.1 折射式軸向色散 13
3.2.2 繞射式軸向色散 17
3.3 DOE設計原理 20
3.4 CCM原理 25
四、 試片規劃與實驗裝置 28
4.1 實驗裝置 28
五、 實驗程序 33
5.1 實驗儀器校正 33
5.2 實驗量測分析程序 35
六、 結果與討論 40
6.1 CCM系統架構之各元件性能分析 40
6.1.1 聚焦準直光之透鏡比較 40
6.1.2 多個聚焦透鏡連用之比較 42
6.1.3 立方分光鏡與薄膜分光鏡之差異 43
6.1.4 DOE繞射效率 46
6.1.5 平面反射鏡之平整度量測 48
6.1.6 聚焦色散透鏡之比較 49
6.1.7 光纖孔徑大小之比較 50
6.1.8 DOE色散距離 51
6.1.9 系統之VR 52
6.1.10 系統之HR 53
七、 結論與未來展望 54
7.1 結論 54
7.2 未來展望 57
參考文獻 59

參考文獻
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