白光掃描干涉法采用白光為光源 ,壓電陶瓷驅(qū)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(xiàn)雙峰形式,變得更復(fù)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(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法,實現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離,實現(xiàn)了薄膜厚度的測量。操作需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗,需要進行充分的培訓(xùn)和實踐。塑料薄膜厚度怎么測量 膜厚儀
白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動,補償光程差,實現(xiàn)對信號的解調(diào)。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂,作用是將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程,參考臂則通過移動反射鏡來實現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補償。當(dāng)干涉儀兩臂光程差ΔL=0時,即兩干涉光束為等光程的時候,出現(xiàn)干涉極大值,可以觀察到中心零級干涉條紋,而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素?zé)o關(guān),因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾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。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度,但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。塑料薄膜厚度怎么測量 膜厚儀白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向,此項技術(shù)主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變成為對不同波長光譜的測量。通過分析被測物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,而且也減小了環(huán)境對它的影響。此項技術(shù)能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白光干涉光譜法是基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過分光棱鏡,被分成兩束光,這兩束光分別入射到參考面和被測物體,反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測器,記錄頻域上的干涉信號。此光譜信號包含了被測表面的信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高而且速度快的測量方法。
本文溫所研究的鍺膜厚度約300nm,導(dǎo)致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰,此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案(如峰峰值法等)將不再適用。為此,我們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(shè)計搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實驗結(jié)果表明,峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關(guān)系。利用該測量方案,我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,實現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。本文主要的創(chuàng)新點是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案,并將其應(yīng)用于極短光程差的測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的在線檢測和控制;
在初始相位為零的情況下 ,當(dāng)被測光與參考光之間的光程差為零時,光強度將達到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置,需要精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動或移動載物臺,垂直掃描過程中,用探測器記錄下干涉光強,可得白光干涉信號強度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化示意圖,曲線中光強極大值位置即為零光程差位置,通過零過程差位置的精密定位,即可實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量;通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。隨著技術(shù)的進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展;塑料薄膜厚度怎么測量 膜厚儀
可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。塑料薄膜厚度怎么測量 膜厚儀
在納米量級薄膜的各項相關(guān)參數(shù)中,薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計和制備過程中的重要參數(shù),是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一,它對于薄膜的力學(xué)、光學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng),使得對其厚度的準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究,新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn),測量方法實現(xiàn)了從手動到自動,有損到無損測量。由于待測薄膜材料的性質(zhì)不同,其適用的厚度測量方案也不盡相同。對于厚度在納米量級的薄膜,利用光學(xué)原理的測量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法,光學(xué)測量方法因為具有精度高,速度快,無損測量等優(yōu)勢而成為主要的檢測手段。其中具有代表性的測量方法有干涉法,光譜法,橢圓偏振法,棱鏡耦合法等。塑料薄膜厚度怎么測量 膜厚儀