納米級膜厚儀常見問題

來源: 發(fā)布時間:2024-08-17

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??蓽y量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。納米級膜厚儀常見問題

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靶丸殼層折射率 、厚度及其分布參數是激光慣性約束聚變(ICF)物理實驗中非常關鍵的參數,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。由于靶丸尺寸微小(亞毫米量級)、結構特殊(球形結構)、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測量技術研究中重要的研究內容。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的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術研究。國產膜厚儀廠家供應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。

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薄膜作為重要元件 ,通常使用金屬、合金、化合物、聚合物等作為其主要基材,品類涵蓋光學膜、電隔膜、阻隔膜、保護膜、裝飾膜等多種功能性薄膜,廣泛應用于現(xiàn)代光學、電子、醫(yī)療、能源、建材等技術領域。常用薄膜的厚度范圍從納米級到微米級不等。納米和亞微米級薄膜主要是基于干涉效應調制的光學薄膜,包括各種增透增反膜、偏振膜、干涉濾光片和分光膜等。部分薄膜經特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等特性,對通訊、顯示、存儲等領域內光學儀器的質量起決定性作用[1-3],如平面顯示器使用的ITO鍍膜,太陽能電池表面的SiO2減反射膜等。微米級以上的薄膜以工農業(yè)薄膜為主,多使用聚酯材料,具有易改性、可回收、適用范圍廣等特點。例如6微米厚度以下的電容器膜,20微米厚度以下的大部分包裝印刷用薄膜,25~38微米厚的建筑玻璃貼膜及汽車貼膜,以及厚度為25~65微米的防偽標牌及拉線膠帶等。微米級薄膜利用其良好的延展、密封、絕緣特性,遍及食品包裝、表面保護、磁帶基材、感光儲能等應用市場,加工速度快,市場占比高。

白光掃描干涉法采用白光為光源 ,壓電陶瓷驅動參考鏡進行掃描 ,干涉條紋掃過被測面,通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示。而對于薄膜的測量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式,變得更復雜。另外,由于白光掃描法需要掃描過程,因此測量時間較長而且易受外界干擾?;趫D像分割技術的薄膜結構測試方法,實現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離,實現(xiàn)了薄膜厚度的測量??偟膩碚f,白光干涉膜厚儀是一種應用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。

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在初始相位為零的情況下 ,當被測光與參考光之間的光程差為零時,光強度將達到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置,需要精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動或移動載物臺,垂直掃描過程中,用探測器記錄下干涉光強,可得白光干涉信號強度與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度隨光程差變化示意圖,曲線中光強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的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。該儀器的工作原理是通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度,基于反射率和相位差。蘇州膜厚儀排名

這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。納米級膜厚儀常見問題

自1986年E.Wolf證明了相關誘導光譜的變化以來 ,人們在理論和實驗上展開了討論和研究。結果表明,動態(tài)的光譜位移可以產生新的濾波器,應用于光學信號處理和加密領域。在論文中,我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調方案,可以用于當光程差非常小導致其干涉光譜只有一個干涉峰時的信號解調,實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當干涉光程差超過光源相干長度的時候,仍然可以觀察到干涉條紋。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長度都是無限的。當我們使用光譜儀來接收干涉光譜時,由于光譜儀光柵的分光作用,將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,從而使相干長度發(fā)生變化。納米級膜厚儀常見問題