常用白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理示意圖,入射的白光光束通過半反半透鏡進(jìn)入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個(gè)部分入射到固定的參考鏡,一部分入射到樣品表面,當(dāng)參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚發(fā)生干涉,干涉光通過透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測(cè)整個(gè)視場內(nèi)雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭或樣品臺(tái)Z向掃描,可獲得一系列的干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)隨光程差變化曲線,可得該點(diǎn)的Z向相對(duì)位移;然后,由CCD圖像中每個(gè)像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置獲得被測(cè)樣品表面的三維形貌。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)不同材料的薄膜進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量和分析。有哪些膜厚儀使用方法
干涉測(cè)量法[9-10]是基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測(cè)量的光學(xué)方法,是一種高精度的測(cè)量技術(shù)。采用光學(xué)干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強(qiáng),使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)的干涉測(cè)量任務(wù),都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律,來研究干涉裝置中待測(cè)物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達(dá)到測(cè)量目的。光學(xué)干涉測(cè)量方法的測(cè)量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級(jí),而利用外差干涉進(jìn)行測(cè)量,其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級(jí)[11]。根據(jù)所使用光源的不同,干涉測(cè)量方法又可以分為激光干涉測(cè)量和白光干涉測(cè)量兩大類。激光干涉測(cè)量的分辨率更高,但是不能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)信號(hào)的測(cè)量,只能測(cè)量輸出信號(hào)的變化量或者是連續(xù)信號(hào)的變化,即只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)測(cè)量。而白光干涉是通過對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測(cè)量,是一種測(cè)量方式,在薄膜厚度的測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。孝感膜厚儀定做白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料的薄膜的測(cè)量和分析。
白光掃描干涉法采用白光為光源,壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考鏡進(jìn)行掃描,干涉條紋掃過被測(cè)面,通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測(cè)量原理圖如圖1-5所示。而對(duì)于薄膜的測(cè)量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測(cè)量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,會(huì)使提取出來的白光干涉信號(hào)出現(xiàn)雙峰形式,變得更復(fù)雜。另外,由于白光掃描法需要掃描過程,因此測(cè)量時(shí)間較長而且易受外界干擾?;趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測(cè)試方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙峰干涉信號(hào)的自動(dòng)分離,實(shí)現(xiàn)了薄膜厚度的測(cè)量。
針對(duì)微米級(jí)工業(yè)薄膜厚度測(cè)量,研究了基于寬光譜干涉的反射式法測(cè)量方法。根據(jù)薄膜干涉及光譜共聚焦原理,綜合考慮成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求,研制了滿足工業(yè)應(yīng)用的小型薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,結(jié)合經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法,能有效利用全光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確提取相位變化,對(duì)由環(huán)境噪聲帶來的假頻干擾,具有很好的抗干擾性。通過對(duì)PVC標(biāo)準(zhǔn)厚度片,PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明測(cè)厚系統(tǒng)具有1~75μm厚度的測(cè)量量程,μm.的測(cè)量不確定度。由于無需對(duì)焦,可在10ms內(nèi)完成單次測(cè)量,滿足工業(yè)級(jí)測(cè)量高效便捷的應(yīng)用要求。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料的薄膜進(jìn)行測(cè)量。
白光干涉的相干原理早在1975年就已經(jīng)被提出,隨后于1976年在光纖通信領(lǐng)域中獲得了實(shí)現(xiàn)。1983年,BrianCulshaw的研究小組報(bào)道了白光干涉技術(shù)在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨后在1984年,報(bào)道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。該研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以被用于測(cè)量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量。此后的幾年間,白光干涉應(yīng)用于溫度、壓力等的研究相繼被報(bào)道。自上世紀(jì)九十年代以來,白光干涉技術(shù)快速發(fā)展,提供了實(shí)現(xiàn)測(cè)量的更多的解決方案。近幾年以來,由于傳感器設(shè)計(jì)與研制的進(jìn)步,信號(hào)處理新方案的提出,以及傳感器的多路復(fù)用[39]等技術(shù)的發(fā)展,使得白光干涉測(cè)量技術(shù)的發(fā)展更加迅光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于電子顯示器中的薄膜厚度測(cè)量。岳陽膜厚儀零售價(jià)格
白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。有哪些膜厚儀使用方法
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來,人們?cè)诶碚摵蛯?shí)驗(yàn)上展開了討論和研究。結(jié)果表明,動(dòng)態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,應(yīng)用于光學(xué)信號(hào)處理和加密領(lǐng)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(dòng)的解調(diào)方案,可以用于當(dāng)光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)的信號(hào)解調(diào),實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測(cè)量。在頻域干涉中,當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度的時(shí)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(dāng)我們使用光譜儀來接收干涉光譜時(shí),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。有哪些膜厚儀使用方法