2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,k=0,1,2,3,4,...(2)
當膜的厚度e與波長A不可比擬時,有下列情況出現:(1)膜厚e遠遠大于波長^時,由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度.因而不能相遇,故不能發生干涉…,沒有明紋或暗紋出現.(2)膜厚e遠遠小于波長^時,相干條件(1),(2)式中e一0,2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響,而膜厚e和入射角i實際上對光程差已沒有貢獻.若半波損失∥存在,就發生相消干涉,反之,就發生相長干涉…,故觀察到的要么全是明紋,要么全是暗紋. 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。納米級膜厚儀排名
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。國產膜厚儀產品基本性能要求白光干涉膜厚儀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。
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。
白光干涉的相干原理早在1975年就已經被提出,隨后于1976年在光纖通信領域中獲得了實現。1983年,BrianCulshaw的研究小組報道了白光干涉技術在光纖傳感領域中的應用。隨后在1984年,報道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統。該研究成果證明了白光干涉技術可以被用于測量能夠轉換成位移的物理參量。此后的幾年間,白光干涉應用于溫度、壓力等的研究相繼被報道。自上世紀九十年代以來,白光干涉技術快速發展,提供了實現測量的更多的解決方案。近幾年以來,由于傳感器設計與研制的進步,信號處理新方案的提出,以及傳感器的多路復用等技術的發展,使得白光干涉測量技術的發展更加迅速。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。
極值法求解過程計算簡單,快速,同時確定薄膜的多個光學常數及解決多值性問題,測試范圍廣,但沒有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素,以至于精度不夠高。此外,由于受曲線擬合精度的限制,該方法對膜厚的測量范圍有要求,通常用這種方法測量的薄膜厚度應大于200nm且小于10μm,以確保光譜信號中的干涉波峰數恰當。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識來設置每個擬合參數上限、下限,并為該區域的薄膜生成一組或多組光學參數及厚度的初始值,引入適合的色散模型,再根據麥克斯韋方程組的推導。這樣求得的值自然和實際的透過率和反射率(通過光學系統直接測量的薄膜透射率或反射率)有所不同,建立評價函數,當計算的透過率/反射率與實際值之間的偏差小時,我們就可以認為預設的初始值就是要測量的薄膜參數。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。本地膜厚儀調試
白光干涉膜厚儀需要進行校準,并選擇合適的標準樣品。納米級膜厚儀排名
該文主要研究了以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象,實現納米級薄膜厚度準確測量的可行性,主要涉及三種方法,分別是白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法。由于不同材料薄膜的特性不同,所適用的測量方法也不同。對于折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導體鍺膜,選擇采用白光干涉的測量方法;而對于厚度更薄的金膜,其折射率為復數,且能夠激發表面等離子體效應,因此采用基于表面等離子體共振的測量方法。為了進一步提高測量精度,論文還研究了外差干涉測量法,通過引入高精度的相位解調手段并檢測P光和S光之間的相位差來提高厚度測量的精度。納米級膜厚儀排名