白光干涉測量技術,也稱為光學低相干干涉測量技術,使用的是低相干的寬譜光源,如超輻射發光二極管、發光二極管等。與所有光學干涉原理一樣,白光干涉也是通過觀察干涉圖案變化來分析干涉光程差變化,并通過各種解調方案實現對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優點是,由于白光光源的相干長度很小(一般為幾微米到幾十微米之間),所有波長的零級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應。因此,中心零級干涉條紋的存在為測量提供了一個可靠的位置參考,只需一個干涉儀即可進行待測物理量的測量,克服了傳統干涉儀不能進行測量的缺點。同時,相對于其他測量技術,白光干涉測量方法還具有環境不敏感、抗干擾能力強、動態范圍大、結構簡單和成本低廉等優點。經過幾十年的研究與發展,白光干涉技術在膜厚、壓力、溫度、應變、位移等領域已得到廣泛應用。該儀器的工作原理是通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度,基于反射率和相位差。高精度膜厚儀出廠價
薄膜作為一種特殊的微結構 ,近年來在電子學 、摩擦學、現代光學得到了廣泛的應用,薄膜的測試技術變得越來越重要。尤其是在厚度這一特定方向上,尺寸很小,基本上都是微觀可測量。因此,在微納測量領域中,薄膜厚度的測試是一個非常重要而且很實用的研究方向。在工業生產中,薄膜的厚度直接關系到薄膜能否正常工作。在半導體工業中,膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質量控制的重要手段。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能、力學性能和光學性能等,所以準確地測量薄膜的厚度成為一種關鍵技術。納米級膜厚儀供貨白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的大范圍測量和分析。
本文研究的鍺膜厚度約為300nm,導致白光干涉輸出的光譜只有一個干涉峰,無法采用常規的基于相鄰干涉峰間距解調的方案,如峰峰值法等。為此,研究人員提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設計制作了膜厚測量系統。經實驗證明,峰值波長和溫度變化之間存在很好的線性關系。利用該方案,研究人員成功測量了實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長漂移。該論文通過對納米級薄膜厚度測量方案的研究,實現了對鍺膜和金膜厚度的測量,并主要創新點在于提出了基于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。
基于表面等離子體共振傳感的測量方案 ,利用共振曲線的三個特征參量—共振角、半高寬和反射率小值,通過反演計算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時得到金屬薄膜的介電常數和厚度,操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結構的表面等離子體共振實驗系統,測得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時的共振曲線,由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強度測量方案,測量精度受環境影響較大,且測量結果存在多值性的問題,所以我們進一步對偏振外差干涉的改進方案進行了理論分析,根據P光和S光之間相位差的變化實現厚度測量。廣泛應用于電子、半導體、光學、化學等領域,為研究和開發提供了有力的手段。
基于白光干涉光譜單峰值波長移動的鍺膜厚度測量方案研究:在對比研究目前常用的白光干涉測量方案的基礎上,我們發現當兩干涉光束的光程差非常小導致其干涉光譜只有一個干涉峰時,常用的基于兩相鄰干涉峰間距的解調方案不再適用。為此,我們提出了適用于極小光程差并基于干涉光譜單峰值波長移動的測量方案。干涉光譜的峰值波長會隨著光程差的增大出現周期性的紅移和藍移,當光程差在較小范圍內變化時,峰值波長的移動與光程差成正比。根據這一原理,搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統對這一測量解調方案進行驗證,得到了光纖端面半導體鍺薄膜的厚度。實驗結果顯示鍺膜的厚度為,與臺階儀測量結果存在,這是因為薄膜表面本身并不光滑,臺階儀的測量結果只能作為參考值。鍺膜厚度測量誤差主要來自光源的波長漂移和溫度控制誤差。這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。膜厚儀的原理
隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展,其性能和功能會得到提高和擴展。高精度膜厚儀出廠價
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,但也有許多相似之處。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。高精度膜厚儀出廠價