ISO 25178-604:2025
(Main)Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 604: Design and characteristics of non-contact (coherence scanning interferometry) instruments
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 604: Design and characteristics of non-contact (coherence scanning interferometry) instruments
This document specifies the design and metrological characteristics of coherence scanning interferometry (CSI) instruments for the areal measurement of surface topography. Because surface profiles can be extracted from surface topography data, the methods described in this document are also applicable to profiling measurements.
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique — Partie 604: Conception et caractéristiques des instruments sans contact (à interférométrie par balayage à cohérence)
Le présent document spécifie la conception et les caractéristiques métrologiques des instruments d'interférométrie par balayage à cohérence (CSI) pour le mesurage surfacique de la topographie de surface. Puisque les profils de surface peuvent être extraits des données de topographie de surface, les méthodes décrites dans le présent document s'appliquent également aux mesurages de profil.
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ISO 25178-604
Second edition
Geometrical product specifications
2025-02
(GPS) — Surface texture: Areal —
Part 604:
Design and characteristics of
non-contact (coherence scanning
interferometry) instruments
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface:
Surfacique —
Partie 604: Conception et caractéristiques des instruments sans
contact (à interférométrie par balayage à cohérence)
Reference number
© ISO 2025
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Instrument requirements . 5
5 Metrological characteristics . 6
6 Design features . 6
7 General information . 6
Annex A (informative) Principles of CSI instruments for areal surface topography measurement . 7
Annex B (informative) Sources of measurement error for CSI instruments .13
Annex C (informative) Relationship to the GPS matrix model .18
Bibliography . 19
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 290, Dimensional and geometrical product specification and verification, in
accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 25178-604:2013), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— removal of the terms and definitions now specified in ISO 25178-600;
— revision of all terms and definitions for clarity and consistency with other ISO standards documents;
— addition of Clause 4 for instrument requirements, which summarizes normative features and
characteristics;
— addition of Clause 5 on metrological characteristics;
— addition of Clause 6 on design features, which clarifies types of instruments relevant to this document;
— addition of an information flow concept diagram in Clause 4;
— revision of Annex A describing the principles of instruments addressed by this document;
— addition of Annex B on metrological characteristics and influence quantities; replacement of the
normative table of influence quantities with an informative description of common error sources and
how these relate the metrological characteristics in ISO 25178-600.
A list of all parts in the ISO 25178 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html
iv
Introduction
This document is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a general GPS
standard (see ISO 14638). It influences chain link F of the chains of standards on profile and areal surface
texture.
The ISO GPS matrix model given in ISO 14638 gives an overview of the ISO GPS system of which this document
is a part. The fundamental rules of ISO GPS given in ISO 8015 apply to this document and the default decision
rules given in ISO 14253-1 apply to the specifications made in accordance with this document, unless
otherwise indicated.
For more detailed information on the relation of this document to other standards and the GPS matrix model,
see Annex C.
This document includes terms and definitions relevant to the coherence scanning interferometry (CSI)
instrument for the measurement of areal surface topography. Annex A briefly summarizes CSI instruments
and methods to clarify the definitions and to provide a foundation for Annex B, which describes common
sources of uncertainty and their relation to the metrological characteristics of CSI.
NOTE Portions of this document, particularly the informative sections, describe patented systems and methods.
This information is provided only to assist users in understanding the operating principles of CSI instruments. This
document is not intended to establish priority for any intellectual property, nor does it imply a license to proprietary
technologies described herein.
v
International Standard ISO 25178-604:2025(en)
Geometrical product specifications (GPS) — Surface
texture: Areal —
Part 604:
Design and characteristics of non-contact (coherence
scanning interferometry) instruments
1 Scope
This document specifies the design and metrological characteristics of coherence scanning interferometry
(CSI) instruments for the areal measurement of surface topography. Because surface profiles can be
extracted from surface topography data, the methods described in this document are also applicable to
profiling measurements.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 25178-600:2019, Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture: Areal — Part 600:
Metrological characteristics for areal topography measuring methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 25178-600 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
coherence scanning interferometry
CSI
surface topography measurement method wherein the localization of interference fringes (3.7) during a scan
of optical path length provides a means to determine a surface topography map
Note 1 to entry: The optical path length difference is the difference in optical path length, including the effect
of geometry and refractive index, between the measurement and reference paths of an interferometer (see
ISO 10934:2020, 3.3.1).
Note 2 to entry: CSI uses a broad illumination spectral bandwidth or the illumination geometry, or both, to localize the
interference fringes.
Note 3 to entry: CSI uses either fringe localization alone or in combination with interference phase (3.8) evaluation,
depending on the surface type, desired surface topography repeatability and software capabilities.
Note 4 to entry: Table 1 provides a list of alternative terms for CSI that are within the scope of this document.
Table 1 — Summary of common alternative terms for CSI
Term Bibliography
Coherence probe microscopy
References [13], [14], [15],
Coherence radar
[16], [17] and [18]
Coherence correlation interferometry
White light interferometry
References [19], [20] and
White light scanning interferometry
[21]
Scanning white light interferometry
Vertical scanning interferometry
References [22] and [23]
Height scanning interferometry
Full-field optical coherence tomography Reference [24]
[SOURCE: ISO 25178-6:2010, 3.3.5, modified — Note 1 to entry has been replaced by Notes 1 to 4 to entry.]
3.2
coherence scanning interferometry scan
CSI scan
mechanical or optical scan which varies the optical length of either the reference path or measurement path
to vary the optical path difference
Note 1 to entry: The imaging optics is nominally parallel to the axial scan axis of the microscope (see
ISO 25178-607:2019, 3.5).
Note 2 to entry: A CSI signal (3.3) can correspond to a sequence of electronic camera detections of intensity values
during a CSI scan (see Annex A).
Note 3 to entry: In CSI, the most common (but not exclusive) scanning means is a physical adjustment of the path
length of an interferometer (see ISO/TR 14999-2).
Note 4 to entry: Mechanical means for performing the CSI scan can be motorized or piezo-electrically driven stages or
others, depending on the instrument design, the linearity and consistency of the CSI scan, or the desired maximum CSI
scan length (3.5).
3.3
coherence scanning interferometry signal
CSI signal
correlogram
white light interferometry signal
intensity data recorded for an individual image point or camera pixel as a function of CSI scan (3.2) position
Note 1 to entry: See Figure 1 for a simulated example CSI signal for an equivalent wavelength (3.12) of 450 nm and
a measurement optical bandwidth of 110 nm at full width half maximum (see ISO 25178-600:2019, 3.3.2) and a low
illumination numerical aperture (see ISO 10934:2020, 3.1.10.4 and ISO 25178-600:2019, 3.3.6).
Key
X CSI scan position expressed in micrometres B interference fringes
Y intensity C phase gap
A modulation envelope (calculated)
Figure 1 — Defined features of a CSI signal
3.4
coherence scanning interferometry scan increment
CSI scan increment
distance travelled by the CSI scan (3.2) between data captures
Note 1 to entry: A data capture can be a single image point or a camera frame.
Note 2 to entry: The CSI scan increment is most often small enough to sample each interference fringe (3.7) at several
points, e.g. four camera frames per fringe, consistent with the Nyquist criterion. Sub-Nyquist sampling is also possible
for higher data acquisition speeds, at the cos
...
Norme
internationale
ISO 25178-604
Deuxième édition
Spécification géométrique des
2025-02
produits (GPS) — État de surface:
Surfacique —
Partie 604:
Conception et caractéristiques
des instruments sans contact (à
interférométrie par balayage à
cohérence)
Geometrical product specifications (GPS) — Surface
texture: Areal —
Part 604: Design and characteristics of non-contact (coherence
scanning interferometry) instruments
Numéro de référence
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Exigences d'instrument . 5
5 Caractéristiques métrologiques . . 6
6 Éléments de conception . 6
7 Informations générales. 6
Annexe A (informative) Principes des instruments CSI pour le mesurage par topographie de
surface surfacique . 7
Annexe B (informative) Sources d'erreur de mesure pour les instruments CSI .13
Annexe C (informative) Relation avec le modèle de matrice GPS .18
Bibliographie . 19
iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 290,
Spécification dimensionnelle et géométrique des produits, et vérification correspondante, du Comité européen
de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de
Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 25178-604:2013), dont elle constitue
une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— suppression des termes et des définitions maintenant spécifiées dans l'ISO 25178-600;
— révision de tous les termes et définitions pour la clarté et la cohérence avec les autres documents
normatifs ISO;
— ajout de l’Article 4 pour les exigences de l'instrument, qui résume les éléments et caractéristiques
normatifs des instruments;
— ajout de l’Article 5 sur les caractéristiques métrologiques;
— ajout de l’Article 6 sur les éléments de conception, qui clarifie les types d'instruments applicables au
présent document;
— ajout d’un diagramme conceptuel de flux d'information à l'Article 4;
— révision de l'Annexe A qui décrit les principes des instruments couverts par le présent document.
iv
— ajout de l’Annexe B sur les caractéristiques métrologiques et sur les grandeurs d'influence, remplacement
du tableau normatif des grandeurs d'influence avec une description informative des sources d'erreur
communes et comment elles sont liées aux caractéristiques métrologiques dans l'ISO 25178-600.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 25178 peut être trouvée sur le site internet de l'ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Le présent document est une norme de spécification géométrique des produits (GPS) et doit être considéré
comme une norme GPS générale (voir ISO 14638). Elle influence le maillon F de la chaîne de normes
concernant l'état de surface du profil et l'état de surface surfacique.
Le modèle de matrice ISO GPS de l'ISO 14638 donne une vue d'ensemble du système ISO GPS, dont le présent
document fait partie. Les principes fondamentaux du système ISO GPS donnés dans l'ISO 8015 s'appliquent
au présent document et les règles de décision par défaut données dans l'ISO 14253-1 s'appliquent aux
spécifications faites conformément au présent document, sauf indication contraire.
Pour de plus amples informations sur la relation du présent document avec les autres normes et le modèle
de matrice GPS, voir l’Annexe C.
Le présent document inclut des termes et définitions pertinents pour l'instrument d'interférométrie par
balayage à cohérence (CSI) pour le mesurage de topographie de surface surfacique. L'Annexe A résume
brièvement les instruments et méthodes CSI permettant de clarifier les définitions et de fournir une base
pour l'Annexe B qui décrit les sources courantes d'incertitude et leur relation avec les caractéristiques
métrologiques de la CSI.
NOTE Des parties du présent document, en particulier les sections informatives, décrivent des systèmes et
méthodes brevetés. Cette information est donnée uniquement pour aider les utilisateurs à mieux comprendre les
principes de fonctionnement des instruments CSI. Le présent document n'est ni destiné à privilégier un quelconque
droit de propriété intellectuelle, ni n’implique de licence d'utilisation de techniques brevetées susceptibles d'y être
décrites.
vi
Norme internationale ISO 25178-604:2025(fr)
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de
surface: Surfacique —
Partie 604:
Conception et caractéristiques des instruments sans contact
(à interférométrie par balayage à cohérence)
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie la conception et les caractéristiques métrologiques des instruments
d'interférométrie par balayage à cohérence (CSI) pour le mesurage surfacique de la topographie de surface.
Puisque les profils de surface peuvent être extraits des données de topographie de surface, les méthodes
décrites dans le présent document s'appliquent également aux mesurages de profil.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 25178-600:2019, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique — Partie 600:
Caractéristiques métrologiques pour les méthodes de mesure par topographie surfacique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 25178-600, ainsi que les
suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
interférométrie par balayage à cohérence
CSI
méthode de mesure de la topographie des surfaces par laquelle la localisation de franges d'interférence (3.7)
pendant le balayage d'un parcours optique fournit un moyen de déterminer la carte topographique d’une surface
Note 1 à l'article: La différence de longueur de chemin optique est la différence de longueur optique, incluant
l'effet de géométrie et l'indice de réfraction, entre les chemins de mesure et de référence d'un interféromètre (voir
ISO 10934:2020, 3.3.1).
Note 2 à l'article: La CSI utilise une bande spectrale d'éclairage large ou la géométrie d'éclairage, ou les deux, pour
localiser les franges d'interférence.
Note 3 à l'article: La CSI utilise la localisation des franges seule ou combinée à l'évaluation de la phase d'interférence
(3.8), selon le type de surface, la répétabilité de la topographie de surface souhaitée et les capacités du logiciel.
Note 4 à l'article: Le Tableau 1 fournit une liste d'autres termes pour la CSI qui sont dans le domaine d'application du
présent document.
Tableau 1 — Résumé d'autres termes courants pour la CSI
Terme Bibliographie
Microscopie à sonde de cohérence
Réferences [13], [14],
Radar de cohérence
[15], [16], [17] et [18]
Interférométrie de corrélation de cohérence
Interférométrie en lumière blanche
Réferences [19], [20] et
Interférométrie par balayage en lumière blanche
[21]
Interférométrie en lumière blanche à balayage
Interférométrie à balayage vertical
Réferences [22] et [23]
Interférométrie à balayage en hauteur
Tomographie par cohérence optique plein champ Réference [24]
[SOURCE: ISO 25178-6:2010, 3.3.5, modifié — La Note 1 à l'article a été remplacée par les Notes 1 à 4 à
l'article.]
3.2
balayage d'interférométrie par balayage à cohérence
balayage CSI
balayage mécanique ou optique qui fait varier la longueur optique du chemin de référence ou du chemin de
mesure pour faire varier la différence de chemin optique
Note 1 à l'article: Le système optique d'imagerie est nominalement parallèle à l'axe de balayage axial du microscope
(voir ISO 25178-607:2019, 3.5).
Note 2 à l'article: Un signal CSI (3.3) peut correspondre à une séquence de détections de valeurs d'intensité par une
caméra électronique pendant un balayage CSI (voir Annexe A).
Note 3 à l'article
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.