表面粗糙度会直接影响零部件的耐磨性、密封性以及抗腐蚀性等, 是评定机械加工和产品质量的重要指标。现代科技水平的不断提高对零件表面性能的要求也日益严苛。传统的二维表面粗糙度的测量和表征已经不再能够满足技术发展的要求,三维表面粗糙度由于能够更加全面、真实地反映工件表面的状态而受到人们的重视, 成为研究热点。本文回顾了三维表面粗糙度的发展历史, 系统地介绍了三维表面粗糙度参数及标准的发展现状, 分析了表面形貌与功能特性的联系, 概述了三维粗糙度参数在制造业、生物医疗、摩擦学与材料科学等领域的广泛应用, 并进一步指出了三维表面粗糙度表征和应用的发展方向。未来随着相关研究(比如, 三维测量的溯源性、重复性、参数表征体系等问题)的深入以及三维表面测量手段的发展, 三维表面粗糙度参数也将不断完善和推广, 并更多地与实际功能相结合来预测并指导生产, 确保工件的表面质量。

采用分光光度计测得了0.5~1.5 μm波段抛光合金铝样片的镜反射率谱，利用常数外推法和幂函数外推法将其进行外推，获得了全波段的镜反射率谱。然后根据克拉默斯克勒尼希（Kramers-Kronig）方法，反演获得了该样片在0.5~2.5 μm波段的复折射率和介电常数，与0.5~1.5 μm波段椭偏仪的测量结果吻合良好。利用基尔霍夫法和反演得到的介电常数，计算了波长1.06 μm时粗糙合金铝样片的散射双向反射分布函数（BRDF），与BRDF测量仪得到的结果吻合良好。利用样片的粗糙度参数和外推的1.5~2.5 μm波段的介电常数，获得了粗糙合金铝样片在该波段的散射BRDF。

测量了棱镜LB膜银膜空气、棱镜银膜银膜空气、棱镜银膜空气三种结构在衰减全反射条件下激发的表面等离子激元波由于银膜-空气界面粗糙度而散射到空气中的辐射效率。同时,由散射光强分布计算出表面粗糙度参数即横向相关长度σ和表面波纹深度δ,再由σ和δ计算出理论辐射效率,理论与实验结果相符合。