膜厚儀是一種用于測(cè)量薄膜厚度的儀器,它的測(cè)量原理是通過光學(xué)干涉原理來實(shí)現(xiàn)的。在測(cè)量過程中,薄膜表面發(fā)生的光學(xué)干涉現(xiàn)象被用來計(jì)算出薄膜的厚度。具體來說,膜厚儀通過發(fā)射一束光線照射到薄膜表面,并測(cè)量反射光的干涉現(xiàn)象來確定薄膜的厚度。膜厚儀的測(cè)量原理非常精確和可靠,因此在許多領(lǐng)域都可以得到廣泛的應(yīng)用。首先,薄膜工業(yè)是膜厚儀的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。在薄膜工業(yè)中,膜厚儀可以用來測(cè)量各種類型的薄膜,例如光學(xué)薄膜、涂層薄膜、導(dǎo)電薄膜等。通過膜厚儀的測(cè)量,可以確保生產(chǎn)出的薄膜具有精確的厚度和質(zhì)量,從而滿足不同行業(yè)的需求。其次,在電子行業(yè)中,膜厚儀也扮演著重要的角色。例如,在半導(dǎo)體制造過程中,膜厚儀可以用來測(cè)量各種薄膜層的厚度,以確保芯片的制造質(zhì)量和性能。此外,膜厚儀還可以應(yīng)用于顯示器件、光伏電池、電子元件等領(lǐng)域,為電子產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。除此之外,膜厚儀還可以在材料科學(xué)、化工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中發(fā)揮作用。例如,在材料科學(xué)研究中,膜厚儀可以用來測(cè)量不同材料的薄膜厚度,從而幫助科研人員了解材料的性能和特性。在化工生產(chǎn)中,膜厚儀可以用來監(jiān)測(cè)涂層薄膜的厚度,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的快速測(cè)量和分析 。薄膜干涉膜厚儀制作廠家
薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…,當(dāng)波長為^的單色光以人射角f從折射率為n.的介質(zhì)入射到折射率為n:、厚度為e的介質(zhì)膜面(見圖1)時(shí),干涉明、暗紋條件為:
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,k=0,1,2,3,4...(2)
E式中k為干涉條紋級(jí)次;δ’為半波損失.
普通物理教材中討論薄膜干涉問題時(shí),均近似地認(rèn)為,δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進(jìn),遇到光密介質(zhì)i的界面時(shí),在不超過臨界角的條件下,不論人射角的大小如何,在反射過程中都將產(chǎn)生半個(gè)波長的損失(嚴(yán)格地說, 只在掠射和正射情況下反射光的振動(dòng)方向與入射光的振動(dòng)方向才幾乎相反),故δ’是否存在決定于n1,n2,n3大小的比較。當(dāng)膜厚e一定,而入射角j可變時(shí),干涉條紋級(jí)次^隨f而變,即同樣的人射角‘對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋),叫等傾干涉,如以不同的入射角入射到平板介質(zhì)上.當(dāng)入射角£一定,而膜厚。可變時(shí),干涉條紋級(jí)次隨。而變,即同樣的膜厚e對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋)。叫等厚干涉,如劈尖干涉和牛頓環(huán). 光干涉膜厚儀推薦廠家精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。
在激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ),因此如何對(duì)靶丸多個(gè)參數(shù)進(jìn)行高精度、同步、無損的綜合檢測(cè)是激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測(cè)量方法各有利弊,但針對(duì)本文實(shí)驗(yàn),仍然無法滿足激光核聚變技術(shù)對(duì)靶丸參數(shù)測(cè)量的高要求,靶丸參數(shù)測(cè)量存在以下問題:不能對(duì)靶丸進(jìn)行破壞性切割測(cè)量,否則,被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實(shí)驗(yàn);需要同時(shí)測(cè)得靶丸的多個(gè)參數(shù),不同參數(shù)的單獨(dú)測(cè)量,無法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),曲面應(yīng)力大、難展平的特點(diǎn)導(dǎo)致靶丸與基底不能完全貼合,在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結(jié)構(gòu)。
光譜儀主要包括六部分,分別是:光纖入口、準(zhǔn)直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測(cè)器、帶OFLV濾波器的探測(cè)器。光由光纖進(jìn)入光譜儀中,通過濾波器和準(zhǔn)直器后投射到光柵上,由光柵將白光色散成光譜,經(jīng)過聚焦鏡將其投射到探測(cè)器上后,由探測(cè)器將光信號(hào)傳入計(jì)算機(jī)。光纖接頭將輸入光纖固定在光譜儀上,使得來自輸入光纖的光能夠進(jìn)入光學(xué)平臺(tái);濾波器將光輻射限制在預(yù)定波長區(qū)域;準(zhǔn)直鏡將進(jìn)入光學(xué)平臺(tái)的光聚焦到光譜儀的光柵上,保證光路和光柵之間的準(zhǔn)直性;光柵衍射來自準(zhǔn)直鏡的光并將衍射光導(dǎo)向聚焦鏡;聚焦鏡接收從光柵反射的光并將光聚焦到探測(cè)器上;探測(cè)器將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為nm波長系統(tǒng);區(qū)域檢測(cè)器提供90%的量子效率和垂直列中的像素,以從光譜儀的狹縫圖像的整個(gè)高度獲取光,顯著改善了信噪比。膜厚儀的干涉測(cè)量能力較高,可以提供精確和可信的膜層厚度測(cè)量結(jié)果。
光學(xué)測(cè)厚方法結(jié)合了光學(xué)、機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù),以光波長為測(cè)量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級(jí)的測(cè)量精度。由于光學(xué)測(cè)厚是非接觸式的測(cè)量方法,因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無損測(cè)量。針對(duì)薄膜厚度的光學(xué)測(cè)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(cè)量方法。不同的測(cè)量方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。因此,有一些研究采用了多通道式復(fù)合測(cè)量法,結(jié)合多種測(cè)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。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴(kuò)展。光干涉膜厚儀市場(chǎng)價(jià)格
標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對(duì)于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。薄膜干涉膜厚儀制作廠家
本文研究的鍺膜厚度約為300nm,導(dǎo)致白光干涉輸出的光譜只有一個(gè)干涉峰,無法采用常規(guī)的基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案,如峰峰值法等。為此,研究人員提出了一種基于單峰值波長移動(dòng)的白光干涉測(cè)量方案,并設(shè)計(jì)制作了膜厚測(cè)量系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,峰值波長和溫度變化之間存在很好的線性關(guān)系。利用該方案,研究人員成功測(cè)量了實(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm,實(shí)驗(yàn)誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長漂移。該論文通過對(duì)納米級(jí)薄膜厚度測(cè)量方案的研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍺膜和金膜厚度的測(cè)量,并主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于提出了基于白光干涉單峰值波長移動(dòng)的解調(diào)方案,并將其應(yīng)用于極短光程差的測(cè)量。薄膜干涉膜厚儀制作廠家