針對微米級工業薄膜厚度測量,開發了一種基于寬光譜干涉的反射式法測量方法,并研制了適用于工業應用的小型薄膜厚度測量系統,考慮了成本、穩定性、體積等因素要求。該系統結合了薄膜干涉和光譜共聚焦原理,采用波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,利用經典模態分解和非均勻傅里葉變換的思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法。該算法能夠有效利用全光譜數據準確提取相位變化,抗干擾能力強,能夠排除環境噪聲等假頻干擾。經過對PVC標準厚度片、PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗驗證,結果表明該測厚系統具有1~75微米厚度的測量量程和微米級的測量不確定度,而且無需對焦,可以在10ms內完成單次測量,滿足工業級測量需要的高效便捷的應用要求。隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提升和擴展。高精度膜厚儀信賴推薦
白光光譜法具有測量范圍大、連續測量時波動范圍小的優點,可以解決干涉級次模糊識別的問題。但在實際測量中,由于誤差、儀器誤差和擬合誤差等因素的影響,干涉級次的測量精度仍然受到限制,會出現干擾級次的誤判和干擾級次的跳變現象。這可能導致計算得出的干擾級次m值與實際譜峰干涉級次m'(整數)之間存在誤差。因此,本文設計了以下校正流程圖,基于干涉級次的連續特性得到了靶丸殼層光學厚度的準確值。同時,給出了白光干涉光譜測量曲線。原裝膜厚儀歡迎選購在半導體、光學、電子、化學等領域廣泛應用,有助于研究和開發新產品。
由于靶丸自身特殊的特點和極端的實驗條件,使得靶丸參數的測試工作變得異常復雜。光學測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優勢,因此成為了測量靶丸參數的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數或光學參數測量的方法有白光干涉法、光學顯微干涉法、激光差動共焦法等。然而,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,因此對其進行精密測量具有重要意義。 常用的折射率測量方法有橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。
在激光慣性約束聚變(ICF)物理實驗中,靶丸殼層折射率、厚度以及其分布參數是非常關鍵的參數。因此,實現對靶丸殼層折射率、厚度及其分布的精密測量對精密ICF物理實驗研究非常重要。由于靶丸尺寸微小、結構特殊、測量精度要求高,因此如何實現對靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數測量技術研究中的重要內容。本文針對這一需求,開展了基于白光干涉技術的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術研究。精確測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布是激光慣性約束聚變中至關重要的,對于ICF物理實驗的研究至關重要。由于靶丸特殊的結構和微小的尺寸,以及測量的高精度要求,如何實現靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數測量技術研究中的重要目標。本文就此需求開展了基于白光干涉技術的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術的研究。可以配合不同的軟件進行分析和數據處理,例如建立數據庫、統計數據等。
本文溫所研究的鍺膜厚度約300nm,導致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰,此時常規基于相鄰干涉峰間距解調的方案(如峰峰值法等)將不再適用。為此,我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設計搭建了膜厚測量系統。溫度測量實驗結果表明,峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關系。利用該測量方案,我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,實現了對鍺膜和金膜的厚度測量。本文主要的創新點是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調方案,并將其應用于極短光程差的測量。Michelson干涉儀的光路長度支配了精度。國內膜厚儀推薦
總之,白光干涉膜厚儀是一種應用很廣的測量薄膜厚度的儀器。高精度膜厚儀信賴推薦
在初始相位為零的情況下,當被測光與參考光之間的光程差為零時,光強度將達到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置,需要精密Z軸向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動或移動載物臺,垂直掃描過程中,用探測器記錄下干涉光強,可得白光干涉信號強度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化示意圖,曲線中光強極大值位置即為零光程差位置,通過零過程差位置的精密定位,即可實現樣品表面相對位移的精密測量;通過確定最大值對應的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。高精度膜厚儀信賴推薦