為了分析白光反射光譜的測(cè)量范圍,進(jìn)行了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,對(duì)于殼層厚度為30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集,干涉級(jí)次數(shù)值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱。隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)各干涉譜峰波長(zhǎng)的測(cè)量。為實(shí)現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,需采用紅外寬譜光源和光譜探測(cè)器。對(duì)于殼層厚度為μm的靶丸,測(cè)量的波峰相對(duì)較少,容易實(shí)現(xiàn)殼層白光反射光譜譜峰波長(zhǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量;隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步減小,兩干涉信號(hào)之間的光程差差異非常小,以至于光譜信號(hào)中只有一個(gè)干涉波峰,難以使用峰值探測(cè)的白光反射光譜方法測(cè)量其厚度。為了實(shí)現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,可采用紫外寬譜光源和光譜探測(cè)器提升其探測(cè)厚度下限。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。納米級(jí)膜厚儀生產(chǎn)商
白光干涉膜厚儀基于薄膜對(duì)白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,通過(guò)測(cè)量干涉條紋的位置和間距來(lái)計(jì)算出薄膜的厚度。這種儀器在光學(xué)薄膜、半導(dǎo)體、涂層和其他薄膜材料的生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)白光照射到薄膜表面時(shí),部分光線會(huì)被薄膜反射,而另一部分光線會(huì)穿透薄膜并在薄膜內(nèi)部發(fā)生多次反射和折射。這些反射和折射的光線會(huì)與原始入射光線產(chǎn)生干涉,形成干涉條紋。通過(guò)測(cè)量干涉條紋的位置和間距,可以推導(dǎo)出薄膜的厚度信息。白光干涉膜厚儀在光學(xué)薄膜領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。光學(xué)薄膜是一種具有特殊光學(xué)性質(zhì)的薄膜材料,廣泛應(yīng)用于激光器、光學(xué)鏡片、光學(xué)濾波器等光學(xué)元件中。通過(guò)白光干涉膜厚儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)薄膜厚度的精確測(cè)量,保證光學(xué)薄膜元件的光學(xué)性能。此外,白光干涉膜厚儀還可以用于半導(dǎo)體行業(yè)中薄膜材料的生產(chǎn)和質(zhì)量控制,確保半導(dǎo)體器件的性能穩(wěn)定和可靠性。白光干涉膜厚儀還可以應(yīng)用于涂層材料的生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中。涂層材料是一種在材料表面形成一層薄膜的工藝,用于增強(qiáng)材料的表面性能。通過(guò)白光干涉膜厚儀可以對(duì)涂層材料的厚度進(jìn)行精確測(cè)量,保證涂層的均勻性和穩(wěn)定性,提高涂層材料的質(zhì)量和性能。膜厚儀測(cè)厚度隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,其性能和功能會(huì)得到提高和擴(kuò)展。
光具有相互疊加的特性,發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動(dòng)加強(qiáng),而在另一些地方振動(dòng)減弱,并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。干涉測(cè)量需要滿足三個(gè)相干條件:頻率一致、振動(dòng)方向一致、相位差穩(wěn)定一致。與激光光源相比,白光光源的相干長(zhǎng)度較短,通常在幾微米到幾十微米內(nèi)。白光干涉的條紋有一個(gè)固定的位置,對(duì)應(yīng)于光程差為零的平衡位置,并在該位置白光輸出光強(qiáng)度具有最大值。通過(guò)探測(cè)光強(qiáng)最大值,可以實(shí)現(xiàn)樣品表面位移的精密測(cè)量。白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等技術(shù),具有抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測(cè)量和薄膜厚度精密測(cè)量等領(lǐng)域。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向。此項(xiàng)技術(shù)通過(guò)使用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量,分析被測(cè)物體的光譜特性,得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術(shù)相比,它不需要大量的掃描過(guò)程,因此提高了測(cè)量效率,并減小了環(huán)境對(duì)其影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過(guò)分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測(cè)物體入射,反射后再次匯聚合成,并由色散元件分光至探測(cè)器,記錄頻域干涉信號(hào)。這個(gè)光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在光譜信號(hào)當(dāng)中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái),形成了一種精度高且速度快的測(cè)量方法。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。
白光干涉測(cè)量技術(shù),也稱為光學(xué)低相干干涉測(cè)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(guò)觀察干涉圖案變化來(lái)分析干涉光程差變化,并通過(guò)各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物理量的測(cè)量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是,由于白光光源的相干長(zhǎng)度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g),所有波長(zhǎng)的零級(jí)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(duì)應(yīng)。因此,中心零級(jí)干涉條紋的存在為測(cè)量提供了一個(gè)可靠的位置參考,只需一個(gè)干涉儀即可進(jìn)行待測(cè)物理量的測(cè)量,克服了傳統(tǒng)干涉儀不能進(jìn)行測(cè)量的缺點(diǎn)。同時(shí),相對(duì)于其他測(cè)量技術(shù),白光干涉測(cè)量方法還具有環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)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。白光干涉膜厚儀是一種可用于測(cè)量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。納米級(jí)膜厚儀生產(chǎn)商
操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)和實(shí)踐。納米級(jí)膜厚儀生產(chǎn)商
本文主要研究了如何采用白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法來(lái)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度的準(zhǔn)確測(cè)量,研究對(duì)象為半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料。由于不同材料薄膜的特性差異,所適用的測(cè)量方法也會(huì)有所不同。對(duì)于折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導(dǎo)體鍺膜,采用白光干涉的測(cè)量方法;而對(duì)于厚度更薄的金膜,由于其折射率為復(fù)數(shù),且具有表面等離子體效應(yīng),所以采用基于表面等離子體共振的測(cè)量方法會(huì)更合適。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度,本文還研究了外差干涉測(cè)量法,通過(guò)引入高精度的相位解調(diào)手段來(lái)檢測(cè)P光與S光之間的相位差,以提高厚度測(cè)量的精度。納米級(jí)膜厚儀生產(chǎn)商