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來源: 發(fā)布時間:2023-12-08

開展白光干涉理論分析,在此基礎詳細介紹了白光垂直掃描干涉技術和白光反射光譜技術的基本原理,完成了應用于靶丸殼層折射率和厚度分布測量實驗裝置的設計及搭建。該實驗裝置主要由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉位模塊、三維運動模塊、氣浮隔震平臺等幾部分組成,可實現(xiàn)靶丸的負壓吸附、靶丸位置的精密調整以及靶丸360°范圍的旋轉及特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量。基于白光垂直掃描干涉和白光反射光譜的基本原理,建立了二者聯(lián)用的靶丸殼層折射率測量方法,該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學厚度,利用白光垂直掃描干涉技術測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據。白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉圖像的分析實現(xiàn)對薄膜的形貌變化的測量和分析。福建膜厚儀誠信企業(yè)推薦

白光光譜法克服了干涉級次的模糊識別問題,具有動態(tài)測量范圍大,連續(xù)測量時波動范圍小的特點,但在實際測量中,由于測量誤差、儀器誤差、擬合誤差等因素,干涉級次的測量精度仍其受影響,會出現(xiàn)干擾級次的誤判和干擾級次的跳變現(xiàn)象。導致公式計算得到的干擾級次m值與實際譜峰干涉級次m'(整數(shù))之間有誤差。為得到準確的干涉級次,本文依據干涉級次的連續(xù)特性設計了以下校正流程圖,獲得了靶丸殼層光學厚度的精確值。導入白光干涉光譜測量曲線。張家界膜厚儀誠信企業(yè)推薦白光干涉膜厚測量技術可以應用于不同材料的薄膜的研究和制造中。

光譜法是以光的干涉效應為基礎的一種薄膜厚度測量方法,分為反射法和透射法兩類[12]。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會引起多光束干涉效應,不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,并且在全光譜范圍內與厚度之間是一一對應關系。因此,根據這一光譜特性可以得到薄膜的厚度以及光學參數(shù)。光譜法的優(yōu)點是可以同時測量多個參數(shù)且可以有效的排除解的多值性,測量范圍廣,是一種無損測量技術;缺點是對樣品薄膜表面條件的依賴性強,測量穩(wěn)定性較差,因而測量精度不高;對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,這種方法主要應用于有機薄膜的厚度測量。

常用白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理示意圖,入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個部分入射到固定的參考鏡,一部分入射到樣品表面,當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚發(fā)生干涉,干涉光通過透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描,可獲得一系列的干涉圖像。根據干涉圖像序列中對應點的光強隨光程差變化曲線,可得該點的Z向相對位移;然后,由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。白光干涉膜厚測量技術可以應用于電子工業(yè)中的薄膜電阻率測量。

在初始相位為零的情況下,當被測光與參考光之間的光程差為零時,光強度將達到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置,需要精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動或移動載物臺,垂直掃描過程中,用探測器記錄下干涉光強,可得白光干涉信號強度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化示意圖,曲線中光強極大值位置即為零光程差位置,通過零過程差位置的精密定位,即可實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量;通過確定最大值對應的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的各項光學參數(shù)進行聯(lián)合測量和分析。上海推薦膜厚儀

白光干涉膜厚測量技術可以應用于材料科學中的薄膜微結構分析。福建膜厚儀誠信企業(yè)推薦

    針對微米級工業(yè)薄膜厚度測量,研究了基于寬光譜干涉的反射式法測量方法。根據薄膜干涉及光譜共聚焦原理,綜合考慮成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求,研制了滿足工業(yè)應用的小型薄膜厚度測量系統(tǒng)。根據波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,結合經典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法,能有效利用全光譜數(shù)據準確提取相位變化,對由環(huán)境噪聲帶來的假頻干擾,具有很好的抗干擾性。通過對PVC標準厚度片,PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗對系統(tǒng)性能進行了驗證,結果表明測厚系統(tǒng)具有1~75μm厚度的測量量程,μm.的測量不確定度。由于無需對焦,可在10ms內完成單次測量,滿足工業(yè)級測量高效便捷的應用要求。 福建膜厚儀誠信企業(yè)推薦