光學(xué)測厚方法結(jié)合了光學(xué)、機械、電子和計算機圖像處理技術(shù)，以光波長為測量基準(zhǔn)，從原理上保證了納米級的測量精度。由于光學(xué)測厚是非接觸式的測量方法，因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。針對薄膜厚度的光學(xué)測量方法，可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光學(xué)原理分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法各有優(yōu)缺點和適用范圍。因此，有一些研究采用了多通道式復(fù)合測量法，結(jié)合多種測量方法，例如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法，彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等?？偟膩碚f，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。膜厚儀
白光干涉頻域解調(diào)是利用頻域分析解調(diào)信號的一種方法。與時域解調(diào)裝置相比，測量裝置幾乎相同，只需將光強測量裝置更換為光譜儀或CCD。由于時域解調(diào)中接收到的信號是一定范圍內(nèi)所有波長光強疊加，因此將頻譜信號中各個波長的光強疊加起來即可得到它對應(yīng)的時域接收信號。因此，頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息，而且包括了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中，當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長度時，仍然可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用，可以將寬譜光變成窄帶光譜，從而增加光譜的相干長度。這種解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點是整個測量系統(tǒng)中沒有使用機械掃描部件，因此在測量的穩(wěn)定性和可靠性方面得到了顯著提高。常見的頻域解調(diào)方法包括峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法和傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。國內(nèi)膜厚儀招商加盟精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。
對同一靶丸的相同位置進行白光垂直掃描干涉實驗，如圖4-3所示。通過控制光學(xué)輪廓儀的運動機構(gòu)帶動干涉物鏡在垂直方向上移動，測量光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底后直接反射回參考鏡的光線之間的光程差。顯然，越偏離靶丸中心的光線測得的有效壁厚越大，其光程差也越大，但這并不表示靶丸殼層的厚度。只有當(dāng)垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應(yīng)于靶丸的上、下殼層的厚度。因此，在進行白光垂直掃描干涉實驗時，需要選擇穿過靶丸中心的光線位置進行測量，這樣才能準(zhǔn)確地測量靶丸殼層的厚度。此外，通過控制干涉物鏡在垂直方向上移動，可以測量出不同位置的厚度值，從而得到靶丸殼層厚度的空間分布情況。
根據(jù)以上分析，白光干涉時域解調(diào)方案的優(yōu)點如下：①能夠?qū)崿F(xiàn)測量；②抗干擾能力強，系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動、光源波長的漂移以及外界環(huán)境對光纖的擾動等因素?zé)o關(guān)；③測量精度與零級干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān)；④結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，時域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動干涉儀一端的反射鏡來進行相位補償，因此掃描裝置的分辨率會影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測量分辨率一般在幾個微米，要達到亞微米的分辨率則主要受機械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性所限制。文獻[46]報道的位移掃描的分辨率可以達到0.54微米。然而，當(dāng)所測光程差較小時，F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近，難以區(qū)分，此時時域解調(diào)方案的應(yīng)用受到了限制。Michelson干涉儀的光路長度決定了儀器的精度。
白光干涉測量技術(shù)，也稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù)，使用的是低相干的寬譜光源，如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。與所有光學(xué)干涉原理一樣，白光干涉也是通過觀察干涉圖案變化來分析干涉光程差變化，并通過各種解調(diào)方案實現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點是，由于白光光源的相干長度很小（一般為幾微米到幾十微米之間），所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值，即中心條紋，與零光程差的位置對應(yīng)。因此，中心零級干涉條紋的存在為測量提供了一個可靠的位置參考，只需一個干涉儀即可進行待測物理量的測量，克服了傳統(tǒng)干涉儀不能進行測量的缺點。同時，相對于其他測量技術(shù)，白光干涉測量方法還具有環(huán)境不敏感、抗干擾能力強、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用至關(guān)重要。光干涉膜厚儀找哪里
操作需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗，需要進行充分的培訓(xùn)和實踐。膜厚儀
自上世紀(jì)60年代開始，西方的工業(yè)生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用基于X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測厚系統(tǒng)。隨著質(zhì)檢需求的不斷增長，20世紀(jì)70年代后，電渦流、超聲波、電磁電容、晶體振蕩等多種膜厚測量技術(shù)相繼問世。90年代中期，隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)的出現(xiàn)，光學(xué)檢測技術(shù)也不斷更新迭代，以橢圓偏振法和光度法為主導(dǎo)的高精度、低成本、輕便、高速穩(wěn)固的光學(xué)檢測技術(shù)迅速占領(lǐng)日用電器和工業(yè)生產(chǎn)市場，并發(fā)展出了個性化定制產(chǎn)品的能力。對于市場占比較大的微米級薄膜，除了要求測量系統(tǒng)具有百納米級的測量準(zhǔn)確度和分辨率之外，還需要在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場下具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。膜厚儀