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來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-12-17

白光干涉測(cè)量技術(shù),也被稱為光學(xué)低相干干涉測(cè)量技術(shù),使用的是低相干的寬譜光源,例如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。同所有的光學(xué)干涉原理一樣,白光干涉同樣是通過(guò)觀察干涉圖樣的變化來(lái)分析干涉光程差的變化,進(jìn)而通過(guò)各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物理量的測(cè)量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是由于白光光源的相干長(zhǎng)度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g),所有波長(zhǎng)的零級(jí)干涉條紋重合于主極大值,即中心條紋,與零光程差的位置對(duì)應(yīng)。中心零級(jí)干涉條紋的存在使測(cè)量有了一個(gè)可靠的位置的參考值,從而只用一個(gè)干涉儀即可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物理量的測(cè)量,克服了傳統(tǒng)干涉儀無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)量的缺點(diǎn)。同時(shí),相比于其他測(cè)量技術(shù),白光干涉測(cè)量方法還具有對(duì)環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。目前,經(jīng)過(guò)幾十年的研究與發(fā)展,白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等等測(cè)量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度的在線檢測(cè)和自動(dòng)控制。泰安膜厚儀詳情

白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術(shù)測(cè)量的局限性。白光掃描干涉法采用白光作為光源,白光作為一種寬光譜的光源,相干長(zhǎng)度較短,因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi)。而且在白光干涉時(shí),有一個(gè)確切的零點(diǎn)位置。測(cè)量光和參考光的光程相等時(shí),所有波段的光都會(huì)發(fā)生相長(zhǎng)干涉,這時(shí)就能觀測(cè)到有一個(gè)很明亮的零級(jí)條紋,同時(shí)干涉信號(hào)也出現(xiàn)最大值,通過(guò)分析這個(gè)干涉信號(hào),就能得到表面上對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的相對(duì)高度,從而得到被測(cè)物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過(guò)測(cè)量干涉條紋來(lái)完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測(cè)試精度。因此,為了提高精度,就需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng),這使得條紋的測(cè)量變成一項(xiàng)費(fèi)力又費(fèi)時(shí)的工作。漳州膜厚儀誠(chéng)信企業(yè)推薦白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于納米制造中的薄膜厚度測(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(lái),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(lái),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)展更加迅速。

本章主要介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯(lián)用的靶丸殼層折射率測(cè)量方法。該方法利用白光反射光譜測(cè)量靶丸殼層光學(xué)厚度,利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測(cè)量光線通過(guò)靶丸殼層后的光程增量,二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面,為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點(diǎn)判讀可能存在干涉級(jí)次誤差的問(wèn)題,提出MATLAB曲線擬合測(cè)定極值點(diǎn)波長(zhǎng)以及利用干涉級(jí)次連續(xù)性進(jìn)行干涉級(jí)次判定的數(shù)據(jù)處理方法。應(yīng)用碳?xì)?CH)薄膜對(duì)測(cè)量結(jié)果的可靠性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉曲線的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的光學(xué)參數(shù)測(cè)量。

    在白光反射光譜探測(cè)模塊中,入射光經(jīng)過(guò)分光鏡1分光后,一部分光通過(guò)物鏡聚焦到靶丸表面,靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)過(guò)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(dá)光譜儀探測(cè)器,可實(shí)現(xiàn)靶丸殼層白光干涉光譜的測(cè)量,一部分光到達(dá)CCD探測(cè)器,可獲得靶丸表面的光學(xué)圖像。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運(yùn)動(dòng)模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉(zhuǎn)位以及靶丸位置的輔助調(diào)整,測(cè)量過(guò)程中,將靶丸放置于軸系吸嘴前端,通過(guò)微型真空泵負(fù)壓吸附于吸嘴上;然后,移動(dòng)位移平臺(tái),將靶丸移動(dòng)至CCD視場(chǎng)中心,通過(guò)Z向位移臺(tái),使靶丸表面成像清晰;利用光譜儀探測(cè)靶丸殼層的白光反射光譜;靶丸在軸系的帶動(dòng)下,平穩(wěn)轉(zhuǎn)位到特定角度,由于軸系的回轉(zhuǎn)誤差,轉(zhuǎn)位后靶丸可能偏移CCD視場(chǎng)中心,此時(shí)可通過(guò)調(diào)整軸系前端的調(diào)心結(jié)構(gòu),使靶丸定點(diǎn)位于視場(chǎng)中心并采集其白光反射光譜;重復(fù)以上步驟,可實(shí)現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測(cè)量。為減少外界干擾和震動(dòng)而引起的測(cè)量誤差,該裝置放置于氣浮平臺(tái)上,通過(guò)高性能的隔振效果可保證測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性。 白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料的薄膜的聯(lián)合測(cè)量和分析。吉安膜厚儀找哪家

白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)量。泰安膜厚儀詳情

薄膜是指分子、原子或者是離子在基底表面沉積形成的一種特殊的二維材料。近幾十年來(lái),隨著材料科學(xué)和鍍膜工藝的不斷發(fā)展,厚度在納米量級(jí)(幾納米到幾百納米范圍內(nèi))薄膜的研究和應(yīng)用迅速增加。與體材料相比,因?yàn)榧{米薄膜的尺寸很小,使得表面積與體積的比值增加,表面效應(yīng)所表現(xiàn)出的性質(zhì)非常突出,因而在光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)上有許多獨(dú)特的表現(xiàn)。納米薄膜應(yīng)用于傳統(tǒng)光學(xué)領(lǐng)域,在生產(chǎn)實(shí)踐中也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,尤其是在光通訊、光學(xué)測(cè)量,傳感,微電子器件,生物與醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域的應(yīng)用空間更為廣闊。泰安膜厚儀詳情