為了分析白光反射光譜的測量范圍,進行了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實驗。實驗結果顯示,對于殼層厚度為30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集,干涉級次數值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號強度相對較弱。隨著靶丸殼層厚度的進一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實現對各干涉譜峰波長的測量。為實現較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,需采用紅外寬譜光源和光譜探測器。對于殼層厚度為μm的靶丸,測量的波峰相對較少,容易實現殼層白光反射光譜譜峰波長的準確測量;隨著靶丸殼層厚度的進一步減小,兩干涉信號之間的光程差差異非常小,以至于光譜信號中只有一個干涉波峰,難以使用峰值探測的白光反射光譜方法測量其厚度。為了實現較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,可采用紫外寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。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。薄膜厚度檢測 膜厚儀
開展白光干涉理論分析 ,在此基礎詳細介紹了白光垂直掃描干涉技術和白光反射光譜技術的基本原理,完成了應用于靶丸殼層折射率和厚度分布測量實驗裝置的設計及搭建。該實驗裝置主要由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉位模塊、三維運動模塊、氣浮隔震平臺等幾部分組成,可實現靶丸的負壓吸附、靶丸位置的精密調整以及靶丸360°范圍的旋轉及特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量。基于白光垂直掃描干涉和白光反射光譜的基本原理,建立了二者聯用的靶丸殼層折射率測量方法,該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學厚度,利用白光垂直掃描干涉技術測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,二者聯立即可求得靶丸折射率和厚度數據。納米級膜厚儀行情工作原理是基于膜層與底材反射率及相位差,通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度。
自上世紀60年代開始,西方的工業生產線廣泛應用基于X及β射線、近紅外光源開發的在線薄膜測厚系統。隨著質檢需求的不斷增長,20世紀70年代后,電渦流、超聲波、電磁電容、晶體振蕩等多種膜厚測量技術相繼問世。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的出現,光學檢測技術也不斷更新迭代,以橢圓偏振法和光度法為主導的高精度、低成本、輕便、高速穩固的光學檢測技術迅速占領日用電器和工業生產市場,并發展出了個性化定制產品的能力。對于市場占比較大的微米級薄膜,除了要求測量系統具有百納米級的測量準確度和分辨率之外,還需要在存在不規則環境干擾的工業現場下具備較高的穩定性和抗干擾能力。
用峰峰值法處理光譜數據時,被測光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需要獲取相鄰的兩個干涉峰值處的波長信息,即可確定光程差,不必關心此波長處的光強大小,從而降低了數據處理難度。此外,也可以利用多組相鄰干涉光譜極值對應的波長分別求出光程差,然后再求平均值作為測量結果,以提高該方法的測量精度。但是,峰峰值法存在著一些缺點:當使用寬帶光源時,不可避免地會有與光源同分布的背景光疊加在接收光譜中,從而引起峰值處波長的改變,從而引入測量誤差。同時,當兩干涉信號之間的光程差很小,導致其干涉光譜只有一個干涉峰時,此法便不再適用。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。
白光干涉在零光程差處,出現零級干涉條紋(在零級處,各波長光的干涉亮條紋都重合,因而零級條紋呈白色),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。白光干涉膜厚儀是用于測量薄膜厚度的一種儀器,可用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量。膜厚儀源頭直供廠家
這種膜厚儀可以測量大氣壓下,1nm到1mm范圍內的薄膜厚度。薄膜厚度檢測 膜厚儀
白光掃描干涉法采用白光為光源 ,壓電陶瓷驅動參考鏡進行掃描 ,干涉條紋掃過被測面,通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示。而對于薄膜的測量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,會使提取出來的白光干涉信號出現雙峰形式,變得更復雜。另外,由于白光掃描法需要掃描過程,因此測量時間較長而且易受外界干擾。基于圖像分割技術的薄膜結構測試方法,實現了對雙峰干涉信號的自動分離,實現了薄膜厚度的測量。薄膜厚度檢測 膜厚儀