白光干涉頻域解調顧名思義是在頻域分析解調信號,測量裝置與時域解調裝置幾乎相同,只需把光強測量裝置換為光譜儀或者是CCD,接收到的信號是光強隨著光波長的分布。由于時域解調中接收到的信號是一定范圍內所有波長的光強疊加,因此將頻譜信號中各個波長的光強疊加,即可得到與它對應的時域接收信號。由此可見,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息,還包含了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中,當兩束相干光的光程差遠大于光源的相干長度時,仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內部的光柵具有分光作用,能夠將寬譜光變成窄帶光譜,從而增加了光譜的相干長度。這一解調技術的優點就是在整個測量系統中沒有使用機械掃描部件,從而在測量的穩定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調法以及傅里葉變換白光干涉解調法等。白光干涉膜厚測量技術是一種測量薄膜厚度的方法。蘇州膜厚儀源頭直供廠家
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。福建膜厚儀找哪家白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的快速測量和分析。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向,此項技術主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉變成為對不同波長光譜的測量。通過分析被測物體的光譜特性,就能夠得到相應的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,而且也減小了環境對它的影響。此項技術能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干干涉光譜法是基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經過分光棱鏡,被分成兩束光,這兩束光分別入射到參考面和被測物體,反射回來后經過分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測器,記錄頻域上的干涉信號。此光譜信號包含了被測表面的信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結合起來,形成了一種精度高而且速度快的測量方法。
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對不同材料的薄膜進行聯合測量和分析。
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據點的初始相位,但是這樣得到的相位是位于(-π,+π]間,所以得到的是不連續的相位。因此,需要進行相位展開使其變為連續相位。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,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,使它只能測試連續結構或者光滑表面結構。白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉圖像的分析實現對不同材料的薄膜的聯合測量和分析。阜陽膜厚儀找哪家
白光干涉膜厚測量技術的精度可以達到納米級別。蘇州膜厚儀源頭直供廠家
根據以上分析可知,白光干涉時域解調方案的優點是:①能夠實現測量;②抗干擾能力強,系統的分辨率與光源輸出功率的波動,光源的波長漂移以及外界環境對光纖的擾動等因素無關;③測量精度與零級干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關;④結構簡單,成本較低。但是,時域解調方法需要借助掃描部件移動干涉儀一端的反射鏡來進行相位補償,所以掃描裝置的分辨率將影響系統的精度。采用這種解調方案的測量分辨率一般是幾個微米,達到亞微米的分辨率,主要受機械掃描部件的分辨率和穩定性限制。文獻[46]所報道的位移掃描的分辨率可以達到0.54μm。當所測光程差較小時,F-P腔前后表面干涉峰值相距很近,難以區分,此時時域解調方案的應用受到限制。蘇州膜厚儀源頭直供廠家