由于不同性質和形態的薄膜對系統的測量量程和精度的需求不盡相同,因而多種測量方法各有優缺,難以一概而論。按照薄膜厚度的增加,適用的測量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜,白光干涉輪廓儀的測量精度較低,分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜,由于透過率曲線缺少峰谷值,橢圓偏振法結果更加可靠。基于白光干涉原理的光學薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜,通過使用不同的解調技術處理白光干涉的圖樣,得到待測薄膜厚度。本章在詳細研究白光干涉測量技術的常用解調方案、解調原理及其局限性的基礎上,分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論。在此基礎上,我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調技術。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實現這一目的。蘇州膜厚儀推薦
光具有傳播的特性 ,不同波列在相遇的區域,振動將相互疊加,是各列光波獨自在該點所引起的振動矢量和。兩束光要發生干涉,應必須滿足三個相干條件,即:頻率一致、振動方向一致、相位差穩定一致。發生干涉的兩束光在一些地方振動加強,而在另一些地方振動減弱,產生規則的明暗交替變化。任何干涉測量都是完全建立在這種光波典型特性上的。下圖分別表示干涉相長和干涉相消的合振幅。與激光光源相比,白光光源的相干長度在幾微米到幾十微米內,通常都很短,更為重要的是,白光光源產生的干涉條紋具有一個典型的特征:即條紋有一個固定不變的位置,該固定位置對應于光程差為零的平衡位置,并在該位置白光輸出光強度具有最大值,并通過探測該光強最大值,可實現樣品表面位移的精密測量。此外,白光光源具有系統抗干擾能力強、穩定性好且動態范圍大、結構簡單,成本低廉等優點。因此,白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等基于白光干涉的光學測量技術在薄膜三維形貌測量、薄膜厚度精密測量等領域得以廣泛應用。高精度膜厚儀誠信合作白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的厚度、反射率、折射率等光學參數進行測量。
白光干涉時域解調方案通過機械掃描部件驅動干涉儀的反射鏡移動,補償光程差,實現對信號的解調。該系統的基本結構如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩個輸出臂分別作為參考臂和測量臂,用于將待測的物理量轉換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量的變化而增加未知光程差,參考臂則通過移動反射鏡來補償測量臂所引入的光程差。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時,即兩個干涉光束的光程相等時,將出現干涉極大值,觀察到中心零級干涉條紋,這種現象與外界的干擾因素無關,因此可以利用它來獲取待測物理量的值。會影響輸出信號強度的因素包括:入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。雖然外界環境的擾動會影響輸出信號的強度,但對于零級干涉條紋的位置并不會造成影響。
在對目前常用的白光干涉測量方案進行比較研究后發現,當兩個干涉光束的光程差非常小導致干涉光譜只有一個峰時,基于相鄰干涉峰間距的解調方案不再適用。因此,我們提出了一種基于干涉光譜單峰值波長移動的測量方案,適用于極小光程差。這種方案利用干涉光譜的峰值波長會隨光程差變化而周期性地出現紅移和藍移,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。我們在光纖白光干涉溫度傳感系統上驗證了這一測量方案,并成功測量出光纖端面半導體鍺薄膜的厚度。實驗表明,鍺膜厚度為一定值,與臺階儀測量結果存在差異是由于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。誤差主要來自光源的波長漂移和溫度誤差。操作需要一定的專業基礎和經驗,需要進行充分的培訓和實踐。
微納制造技術的發展推動著檢測技術進入微納領域,微結構和薄膜結構作為微納器件的重要部分,在半導體、航天航空、醫學、現代制造等領域得到了廣泛應用。由于微小和精細的特征,傳統的檢測方法無法滿足要求。白光干涉法被廣泛應用于微納檢測領域,具有非接觸、無損傷、高精度等特點。另外,光譜測量具有高效率和測量速度快的優點。因此,這篇文章提出了一種白光干涉光譜測量方法,并構建了相應的測量系統。相比傳統的白光掃描干涉方法,這種方法具有更強的環境噪聲抵御能力,并且測量速度更快。白光干涉膜厚儀需要校準,標準樣品的選擇和使用至關重要。本地膜厚儀找哪家
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 。蘇州膜厚儀推薦
對同一靶丸相同位置進行白光垂直掃描干涉,建立靶丸的垂直掃描干涉裝置,通過控制光學輪廓儀的運動機構帶動干涉物鏡在垂直方向上的移動,從而測量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差,顯然,當一束平行光穿過靶丸后,偏離靶丸中心越遠的光線,測量到的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度,存在誤差,穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應靶丸的上、下殼層的厚度。蘇州膜厚儀推薦