光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源。光源的輸出光功率和中心波長的穩定性是光源選取時需要重點考慮的參數。論文所設計的解調系統是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實現的,所以光源中心波長的穩定性將對實驗結果產生很大的影響。實驗中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產的SLED光源,相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等特點。該光源采用+5V的直流供電,標定中心波長為1550nm,且其輸出功率在一定范圍內是可調的,驅動電流可以達到600mA。白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜表面形貌的測量。阜陽品牌膜厚儀
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。出現這種現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,從而使相干長度發生變化。蕪湖高頻膜厚儀白光干涉膜厚測量技術可以應用于不同材料的薄膜的研究和制造中。
干涉法作為面掃描方式可以一次性對薄膜局域內的厚度進行解算,適用于對面型整體形貌特征要求較高的測量對象。干涉法算法在于相位信息的提取,借助多種復合算法通常可以達到納米級的測量準確度。然而主動干涉法對條紋穩定性不佳,光學元件表面的不清潔、光照度不均勻、光源不穩定、外界氣流震動干擾等因素均可能影響干涉圖的完整性[39],使干涉圖樣中包含噪聲和部分區域的陰影,給后期處理帶來困難。除此之外,干涉法系統精度的來源——精密移動及定位部件也增加了系統的成本,高精度的干涉儀往往較為昂貴。
在激光慣性約束核聚變實驗中,靶丸的物性參數和幾何參數是靶丸制備工藝改進和仿真模擬核聚變實驗過程的基礎,因此如何對靶丸多個參數進行同步、高精度、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實驗中的關鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測量方法各有利弊,但針對本文實驗,仍然無法滿足激光核聚變技術對靶丸參數測量的高要求,靶丸參數測量存在以下問題:不能對靶丸進行破壞性切割測量,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驗;需要同時測得靶丸的多個參數,不同參數的單獨測量,無法提供靶丸制備和核聚變反應過程中發生的結構變化現象和規律,并且效率低下、沒有統一的測量標準。靶丸屬于自支撐球形薄膜結構,曲面應力大、難展平的特點導致靶丸與基底不能完全貼合,在微區內可看作類薄膜結構該技術可以通過測量干涉曲線來計算薄膜的厚度。
目前,應用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式。如圖2-5(a)所示Mirau型顯微干涉結構,在該結構中物鏡和被測樣品之間有兩塊平板,一個是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡,另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡,由于參考鏡位于物鏡和被測樣品之間,從而使物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對而言短一些,其倍率一般為10-50倍,Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測量端相同顯微物鏡,因此沒有額外的光程差。白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的厚度和形貌進行聯合測量和分析。十堰智能膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術可以應用于電子顯示器中的薄膜厚度測量。阜陽品牌膜厚儀
傅里葉變換是白光頻域解調方法中一種低精度的信號解調方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調。因此,該解調方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,進而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調方案的優點是解調速度較快,受干擾信號的影響較小。但是其測量精度較低。根據數字信號處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長范圍為[]λ1,λ2,則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1),所以此方法主要應用于對解調精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進。該方法總結起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號后進行逆傅里葉變換,然后做對數運算,并取其虛部做相位反包裹運算,由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高。阜陽品牌膜厚儀