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?;诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V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(jù)。隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展。白光干涉膜厚儀排名
與激光光源相比以白光的寬光譜光源由于具有短相干長度的特點使得兩光束只有在光程差極小的情況下才能發(fā)生干涉因此不會產生干擾條紋 。同時由于白光干涉產生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置避免了干涉級次不確定的問題。本文以白光干涉原理為理論基礎對單層透明薄膜厚度測量尤其對厚度小于光源相干長度的薄膜厚度測量進行了研究。首先從白光干涉測量薄膜厚度的原理出發(fā)、分別詳細闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理。接著在金相顯微鏡的基礎上構建了型垂直白光掃描系統(tǒng)作為實驗中測試薄膜厚度的儀器并利用白光干涉原理對的位移量進行了標定。白光干涉膜厚儀生產廠家哪家好隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提升和擴展。
論文所研究的鍺膜厚度約300nm ,導致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰,此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調的方案(如峰峰值法等)將不再適用。為此,我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設計搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實驗結果表明,峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關系。利用該測量方案,我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。論文通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,實現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。論文主要的創(chuàng)新點是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調方案,并將其應用于極短光程差的測量。
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的基礎上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術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制相位,利用干涉場中光強的變化計算出其每個數(shù)據(jù)點的初始相位,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、對背景光強不敏感等優(yōu)點。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)結構或者光滑表面結構??梢耘浜喜煌能浖M行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等;
確定靶丸折射率及厚度的算法 ,由于干涉光譜信號與膜的光參量直接相關,這里主要考慮光譜分析的方法根據(jù)測量膜的反射或透射光譜進行分析計算,可獲得膜的厚度、折射率等參數(shù)。根據(jù)光譜信號分析計算膜折射率及厚度的方法主要有極值法和包絡法、全光譜擬合法。極值法測量膜厚度主要是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計算,對于弱色散介質,折射率為恒定值,根據(jù)兩個或兩個以上的極大值點的位置,求得膜的光學厚度,若已知膜折射率即可求解膜的厚度;對于強色散介質,首先利用極值點求出膜厚度的初始值。薄膜厚度是一恒定不變值,可根據(jù)極大值點位置的光學厚度關系式獲得入射波長和折射率的對應關系,再依據(jù)薄膜材質的色散特性,引入合適的色散模型,常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型、Lorenz模型等,利用折射率與入射波長的關系式,通過二乘法擬合得到色散模型的系數(shù),即可解得任意入射波長下的折射率。隨著技術的不斷進步和應用領域的擴展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進一步提高。高速膜厚儀規(guī)格尺寸齊全
白光干涉膜厚儀需要校準,標準樣品的選擇和使用至關重要。白光干涉膜厚儀排名
光具有傳播的特性 ,不同波列在相遇的區(qū)域,振動將相互疊加,是各列光波獨自在該點所引起的振動矢量和。兩束光要發(fā)生干涉,應必須滿足三個相干條件,即:頻率一致、振動方向一致、相位差穩(wěn)定一致。發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動加強,而在另一些地方振動減弱,產生規(guī)則的明暗交替變化。任何干涉測量都是完全建立在這種光波典型特性上的。下圖分別表示干涉相長和干涉相消的合振幅。與激光光源相比,白光光源的相干長度在幾微米到幾十微米內,通常都很短,更為重要的是,白光光源產生的干涉條紋具有一個典型的特征:即條紋有一個固定不變的位置,該固定位置對應于光程差為零的平衡位置,并在該位置白光輸出光強度具有最大值,并通過探測該光強最大值,可實現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。此外,白光光源具有系統(tǒng)抗干擾能力強、穩(wěn)定性好且動態(tài)范圍大、結構簡單,成本低廉等優(yōu)點。因此,白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等基于白光干涉的光學測量技術在薄膜三維形貌測量、薄膜厚度精密測量等領域得以廣泛應用。白光干涉膜厚儀排名