針對靶丸自身獨特的特點及極端實驗條件需求,使得靶丸參數的測試工作變得異常復雜。如何精確地測定靶丸的光學參數,一直是激光聚變研究者非常關注的課題。由于光學測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優越性,靶丸參數測量通常采用光學測量方式。常用的光學參數測量手段很多,目前,常用于測量靶丸幾何參數或光學參數的測量方法有白光干涉法、光學顯微干涉法、激光差動共焦法等。靶丸殼層折射率是沖擊波分時調控實驗研究中的重要參數,因此,精密測量靶丸殼層折射率十分有意義。而常用的折射率測量方法[13],如橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。白光干涉膜厚測量技術的應用涵蓋了材料科學、光學制造、電子工業等多個領域。青浦區工廠膜厚儀
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。福建常用膜厚儀白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜內部結構的測量。
利用包絡線法計算薄膜的光學常數和厚度,但目前看來包絡法還存在很多不足,包絡線法需要產生干涉波動,要求在測量波段內存在多個干涉極值點,且干涉極值點足夠多,精度才高。理想的包絡線是根據聯合透射曲線的切點建立的,在沒有正確方法建立包絡線時,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,干涉波峰個數較少,要利用干涉極值點建立包絡線就越困難,且利用拋物線插值法擬合也很困難,從而降低該方法的準確度。其次,薄膜吸收的強弱也會影響該方法的準確度,對于吸收較強的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡線逐漸匯聚成一條曲線,該方法就不再適用。因此,包絡法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。
在白光反射光譜探測模塊中,入射光經過分光鏡1分光后,一部分光通過物鏡聚焦到靶丸表面,靶丸殼層上、下表面的反射光經過物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后,一部分光聚焦到光纖端面并到達光譜儀探測器,可實現靶丸殼層白光干涉光譜的測量,一部分光到達CCD探測器,可獲得靶丸表面的光學圖像。靶丸吸附轉位模塊和三維運動模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉位以及靶丸位置的輔助調整,測量過程中,將靶丸放置于軸系吸嘴前端,通過微型真空泵負壓吸附于吸嘴上;然后,移動位移平臺,將靶丸移動至CCD視場中心,通過Z向位移臺,使靶丸表面成像清晰;利用光譜儀探測靶丸殼層的白光反射光譜;靶丸在軸系的帶動下,平穩轉位到特定角度,由于軸系的回轉誤差,轉位后靶丸可能偏移CCD視場中心,此時可通過調整軸系前端的調心結構,使靶丸定點位于視場中心并采集其白光反射光譜;重復以上步驟,可實現靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數據的測量。為減少外界干擾和震動而引起的測量誤差,該裝置放置于氣浮平臺上,通過高性能的隔振效果可保證測量結果的穩定性。 白光干涉膜厚測量技術可以應用于光學元件制造中的薄膜厚度控制。
白光干涉在零光程差處,出現零級干涉條紋,隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移,疊加的整體效果使條紋對比度下降。測量精度高,可以實現測量,采用白光干涉原理的測量系統的抗干擾能力強,動態范圍大,具有快速檢測和結構緊湊等優點。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,但也有很多的共同之處。可以說,白光干涉實際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,在頻域上觀察到的就是不同波長對應的干涉光強變化曲線。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。撫州常用膜厚儀
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。青浦區工廠膜厚儀
由于不同性質和形態的薄膜對系統的測量量程和精度的需求不盡相同,因而多種測量方法各有優缺,難以一概而論。將上述各測量特點總結如表1-1所示,按照薄膜厚度的增加,適用的測量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜,白光干涉輪廓儀的測量精度較低,分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜,由于透過率曲線缺少峰谷值,橢圓偏振法結果更加可靠。基于白光干涉原理的光學薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜,通過使用不同的解調技術處理白光干涉的圖樣,得到待測薄膜厚度。本章在詳細研究白光干涉測量技術的常用解調方案、解調原理及其局限性的基礎上,分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論。在此基礎上,我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調技術。青浦區工廠膜厚儀