白光干涉膜厚儀能測什么

來源: 發(fā)布時間:2024-08-07

為限度提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率 ,期望靶丸所有幾何參數(shù)、物性參數(shù)均為理想球?qū)ΨQ狀態(tài)。因此,需要對靶丸殼層厚度分布進(jìn)行精密的檢測。靶丸殼層厚度常用的測量手法有X射線顯微輻照法、激光差動共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個方法的特點(diǎn)與不足,以及各種測量方法的應(yīng)用領(lǐng)域。白光干涉法[30]是以白光作為光源,寬光譜的白光準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡分成兩束光,一束光入射到參考鏡。一束光入射到待測樣品。由計算機(jī)控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進(jìn)行掃描,當(dāng)兩路之間的光程差為零時,在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束,一束光通過光纖傳輸,并由光譜儀收集,另一束則被傳遞到CCD相機(jī),用于樣品觀測。利用光譜分析算法對干涉信號圖進(jìn)行分析得到薄膜的厚度。該方法能應(yīng)用靶丸殼層壁厚的測量,但是該測量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率,同時,該方法也難以實現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測量。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。白光干涉膜厚儀能測什么

利用包絡(luò)線法計算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度 ,但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足,包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動,要求在測量波段內(nèi)存在多個干涉極值點(diǎn),且干涉極值點(diǎn)足夠多,精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的,在沒有正確方法建立包絡(luò)線時,通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對測量對象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,會造成干涉條紋減少,干涉波峰個數(shù)較少,要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難,且利用拋物線插值法擬合也很困難,從而降低該方法的準(zhǔn)確度。其次,薄膜吸收的強(qiáng)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度,對于吸收較強(qiáng)的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線,該方法就不再適用。因此,包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。測量膜厚儀傳感器精度增加光路長度可以提高儀器分辨率,但同時也會更容易受到振動等干擾,需要采取降噪措施。

白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化 ,從而得到被測物體的信息 。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測表面的反射光發(fā)生干涉,再使用相移的方法調(diào)制相位,利用干涉場中光強(qiáng)的變化計算出其每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始相位,但是這樣得到的相位是位于(-π,+π]間,所以得到的是不連續(xù)的相位。因此,需要進(jìn)行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位。再利用高度與相位的信息求出被測物體的表面形貌。單色光相移法具有測量速度快、測量分辨力高、對背景光強(qiáng)不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是,由于單色光干涉無法確定干涉條紋的零級位置。因此,在相位解包裹中無法得到相位差的周期數(shù),所以只能假定相位差不超過一個周期,相當(dāng)于測試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長[27]。這就限制了其測量的范圍,使它只能測試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu)。

靶丸殼層折射率 、厚度及其分布參數(shù)是激光慣性約束聚變(ICF)物理實驗中非常關(guān)鍵的參數(shù),精密測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布對ICF精密物理實驗研究具有非常重要的意義。由于靶丸尺寸微?。▉喓撩琢考墸⒔Y(jié)構(gòu)特殊(球形結(jié)構(gòu))、測量精度要求高,如何實現(xiàn)靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數(shù)測量技術(shù)研究中重要的研究內(nèi)容。本論文針對靶丸殼層折射率及厚度分布的精密測量需求,開展了基于白光干涉技術(shù)的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術(shù)研究。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。

光學(xué)測厚方法集光學(xué) 、機(jī)械、電子、計算機(jī)圖像處理技術(shù)為一體,以其光波長為測量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級的測量精度。同時,光學(xué)測厚作為非接觸式的測量方法,被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。其中,薄膜厚度光學(xué)測量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法,其適用范圍各有側(cè)重,褒貶不一。因此結(jié)合多種測量方法的多通道式復(fù)合測量法也有研究,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。廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。高精度膜厚儀主要功能與優(yōu)勢

這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。白光干涉膜厚儀能測什么

在初始相位為零的情況下 ,當(dāng)被測光與參考光之間的光程差為零時,光強(qiáng)度將達(dá)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(yùn)動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)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(qiáng),可得白光干涉信號強(qiáng)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(qiáng)度隨光程差變化示意圖,曲線中光強(qiáng)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(yīng)的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。白光干涉膜厚儀能測什么