RMS重复性（RMS Repeatability）是衡量白光干涉仪测量结果稳定性的核心指标，其数值表征仪器在相同条件下重复测量时结果的一致程度。本文从计量学定义出发，系统说明其含义、统计口径、评估方法、影响因素及工程意义。

一、RMS重复性的定义

1.1 计量学定义

依据国家计量技术规范 JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》（对应国际计量学词汇 VIM 体系），测量重复性是指在一组重复性测量条件下的测量精密度。

重复性测量条件要求同时满足：

• 相同的测量程序
• 同一操作者
• 同一测量系统
• 相同操作条件与地点
• 短时间内对同一或类似被测对象重复测量

1.2 统计学含义

重复性必须以统计量表达，单次测量无从讨论。JJF 1001 指出，精密度通常用标准偏差、方差或变差系数表示。行业标注的"RMS 重复性"，其通行口径为：

对同一超光滑表面重复测量 n 次，取每次测得的面粗糙度参数值（如 Rq/Sa），计算这些参数值的实验标准偏差（1σ）。

计算公式（实验标准偏差）：

s = √[ Σ(xi − x̄)² / (n−1) ]

其中 xi 为第 i 次测得的粗糙度参数值，x̄ 为 n 次平均值。RMS 重复性数值越小，测量结果越稳定，随机误差越小。

二、RMS重复性与其他精度概念的边界

2.1 概念框架

依据 ISO 5725-1《测量方法与结果的准确度》：准确度（accuracy）＝正确度（trueness）＋精密度（precision）。

2.2 常见误区

重复性 ≠ 准确度：重复性只回答“测得稳不稳”，不回答“测得准不准”；验证准确度需借助有溯源性的标准台阶块；

重复性 ≠ 再现性：前者是同一条件下短期精密度，后者跨条件，数值通常更大。

三、RMS重复性的评估流程

1. 确定评估对象与参数：面粗糙度参数（Rq/Sa/Sq）或台阶高度参数，视设备声称指标而定；
2. 规定测量条件：受控实验室环境（恒温、隔振）、同一操作者、同一仪器、同一区域；
3. 重复扫描：连续测量不少于 10 次（例如，优可测验证流程会取 32 组样本）；
4. 统计计算：对测量结果计算实验标准偏差，即 RMS 重复性；
5. 结果溯源：使用经校准的标准样品（如超光滑 SiC 晶圆片、马尔台阶块），保证可追溯。

四、影响RMS重复性的主要因素

4.1 仪器因素

4.2 环境因素

• 温度湿度：温湿度变化改变光学元件尺寸与折射率，导致干涉图样漂移；
• 振动：白光干涉对光路稳定性和相位测量敏感，需远离气流、建筑晃动与设备运转干扰。

五、结语

RMS 重复性回答的是“结果稳不稳”，其背后是光路、光源、扫描机构、算法与环境的系统工程。理解其定义、统计口径与评估方法，有助于在设备选型与验收中建立合理预期：除重复性外，还应结合正确度、再现性及标准样品溯源，对仪器形成完整的计量评价。