針對微米級工業薄膜厚度測量 ,研究了基于寬光譜干涉的反射式法測量方法。根據薄膜干涉及光譜共聚焦原理 ,綜合考慮成本、穩定性、體積等因素要求,研制了滿足工業應用的小型薄膜厚度測量系統。根據波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,結合經典模態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據準確提取相位變化,對由環境噪聲帶來的假頻干擾,具有很好的抗干擾性。通過對PVC標準厚度片,PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗對系統性能進行了驗證,結果表明測厚系統具有1~75μm厚度的測量量程,μm.的測量不確定度。由于無需對焦,可在10ms內完成單次測量,滿足工業級測量高效便捷的應用要求。白光干涉膜厚儀需要進行校準,并選擇合適的標準樣品。小型膜厚儀經銷批發
常用白光垂直掃描干涉系統的原理:入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個部分入射到固定參考鏡,一部分入射到樣品表面,當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚發生干涉,干涉光通過透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描,可獲得一系列干涉圖像。根據干涉圖像序列中對應點的光強隨光程差變化曲線,可得該點的Z向相對位移;然后,由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。國產膜厚儀以客為尊白光干涉膜厚測量技術的優化需要對實驗方法和算法進行改進;
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。
為限度提高靶丸內爆壓縮效率,期望靶丸所有幾何參數、物性參數均為理想球對稱狀態。因此,需要對靶丸殼層厚度分布進行精密的檢測。靶丸殼層厚度常用的測量手法有X射線顯微輻照法、激光差動共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個方法的特點與不足,以及各種測量方法的應用領域。白光干涉法以白光作為光源,寬光譜的白光準直后經分光棱鏡分成兩束光,一束光入射到固定參考鏡。一束光入射到待測樣品。由計算機控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進行掃描,當兩路之間的光程差為零時,在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束,一束光通過光纖傳輸,并由光譜儀收集,另一束則被傳遞到CCD相機,用于樣品觀測。利用光譜分析算法對干涉信號圖進行分析得到薄膜的厚度。該方法能應用靶丸殼層壁厚的測量,但是該測量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率,同時,該方法也難以實現靶丸殼層厚度分布的測量。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。
白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術測量的局限性 。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,相干長度較短,因此發生干涉的位置只能在很小的空間范圍內。而且在白光干涉時,有一個確切的零點位置。測量光和參考光的光程相等時,所有波段的光都會發生相長干涉,這時就能觀測到有一個很明亮的零級條紋,同時干涉信號也出現最大值,通過分析這個干涉信號,就能得到表面上對應數據點的相對高度,從而得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術是通過測量干涉條紋來完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此,為了提高精度,就需要更為復雜的光學系統,這使得條紋的測量變成一項費力又費時的工作。白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的非接觸式測量;原裝膜厚儀零售價格
白光干涉膜厚測量技術可以實現對不同材料的薄膜進行測量;小型膜厚儀經銷批發
在白光干涉中,當光程差為零時,會出現零級干涉條紋。隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內的每條譜線形成的干涉條紋之間會發生偏移,疊加后整體效果導致條紋對比度降低。白光干涉原理的測量系統精度高,可以進行測量。采用白光干涉原理的測量系統具有抗干擾能力強、動態范圍大、快速檢測和結構簡單緊湊等優點。雖然普通的激光干涉與白光干涉有所區別,但它們也具有許多共同之處。我們可以將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,而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。小型膜厚儀經銷批發