科技之光,研發(fā)未來-特殊染色技術(shù)服務(wù)檢測(cè)中心
常規(guī)HE染色技術(shù)服務(wù)檢測(cè)中心:專業(yè)、高效-生物醫(yī)學(xué)
科研的基石與質(zhì)量的保障-動(dòng)物模型復(fù)制實(shí)驗(yàn)服務(wù)檢測(cè)中心
科技之光照亮生命奧秘-細(xì)胞熒光顯微鏡檢測(cè)服務(wù)檢測(cè)中心
揭秘微觀世界的窗口-細(xì)胞電鏡檢測(cè)服務(wù)檢測(cè)中心
科研的基石與創(chuàng)新的搖籃-細(xì)胞分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)檢測(cè)中心
科研的堅(jiān)實(shí)后盾-大小動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)服務(wù)檢測(cè)中心
推動(dòng)生命科學(xué)進(jìn)步的基石-細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)服務(wù)
科技前沿的守護(hù)者-細(xì)胞藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)檢測(cè)中心
科研前沿的探索者-細(xì)胞遷移與侵襲實(shí)驗(yàn)服務(wù)檢測(cè)中心
自上世紀(jì)60年代起,利用X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測(cè)厚系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于西方先進(jìn)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)線中。20世紀(jì)70年代后,為滿足日益增長(zhǎng)的質(zhì)檢需求,電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測(cè)量技術(shù)相繼問世。90年代中期,隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學(xué)檢測(cè)技術(shù)以高精度、低成本、輕便環(huán)保、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,迅速占領(lǐng)日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng),并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個(gè)性化定制產(chǎn)品的能力。其中,對(duì)于市場(chǎng)份額占比較大的微米級(jí)薄膜,除要求測(cè)量系統(tǒng)不僅具有百納米級(jí)的測(cè)量準(zhǔn)確度及分辨力以外,還要求測(cè)量系統(tǒng)在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)下,具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的優(yōu)化需要對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和算法進(jìn)行改進(jìn)。寶山區(qū)原裝膜厚儀
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)展更加迅速。寶山區(qū)原裝膜厚儀白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)化和算法的改進(jìn)上。
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(jiǎn)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?jī)纱箢悺<す飧缮鏈y(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。
微納制造技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著檢測(cè)技術(shù)向微納領(lǐng)域進(jìn)軍,微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件中的重要組成部分,在半導(dǎo)體、醫(yī)學(xué)、航天航空、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,由于其微小和精細(xì)的特征,傳統(tǒng)檢測(cè)方法不能滿足要求。白光干涉法具有非接觸、無損傷、高精度等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在微納檢測(cè)領(lǐng)域,另外光譜測(cè)量具有高效率、測(cè)量速度快的優(yōu)點(diǎn)。因此,本文提出了白光干涉光譜測(cè)量方法并搭建了測(cè)量系統(tǒng)。和傳統(tǒng)白光掃描干涉方法相比,其特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力,并且測(cè)量速度較快。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于太陽(yáng)能電池中的薄膜光學(xué)參數(shù)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(zhǎng)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)可以通過對(duì)干涉曲線的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的厚度分布的測(cè)量和分析。國(guó)內(nèi)膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)
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)薄膜的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)量。寶山區(qū)原裝膜厚儀
利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度,但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足,包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動(dòng),要求在測(cè)量波段內(nèi)存在多個(gè)干涉極值點(diǎn),且干涉極值點(diǎn)足夠多,精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的,在沒有正確方法建立包絡(luò)線時(shí),通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對(duì)測(cè)量對(duì)象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,會(huì)造成干涉條紋減少,干涉波峰個(gè)數(shù)較少,要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)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(zhǔn)確度。其次,薄膜吸收的強(qiáng)弱也會(huì)影響該方法的準(zhǔn)確度,對(duì)于吸收較強(qiáng)的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線,該方法就不再適用。因此,包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。寶山區(qū)原裝膜厚儀