白光干涉在零光程差處 ,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??梢哉f,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。這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。國產膜厚儀
折射率分別為1.45和1.62的2塊玻璃板,使其一端相接觸,形成67的尖劈.將波長為550nm的單色光垂直投射在劈上,并在上方觀察劈的干涉條紋,試求條紋間距。
我們可以分2種可能的情況來討論:
一般玻璃的厚度可估計為1mm的量級,這個量級相對于光的波長550nm而言,應該算是膜厚e遠遠大于波長^的厚玻璃了,所以光線通過上玻璃板時應該無干涉現象,同理光線通過下玻璃板時也無干涉現象.空氣膜厚度因劈角很小而很薄,與波長可比擬,所以光線通過空氣膜應該有干涉現象,在空氣膜的下表面處有一半波損失,故光程差應該為2n2e+λ/2.
(2)假設玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬,當單色光垂直投射在劈尖上時,上玻璃板能滿足形成薄膜干涉的條件,其光程差為2n2e+λ/2,下玻璃板也能滿足形成薄膜于涉的條件,光程差為2n1h+λ/2,但由于玻璃板膜厚均勻,h不變,人射角i=儼也不變,故玻璃板形成的薄膜干涉為等傾又等厚干涉條紋,要么玻璃板全亮,要么全暗,它不會影響空氣劈尖干涉條紋的位置和條紋間距??諝馀飧缮婀獬滩钊詾?n2e+λ/2,但玻璃板會影響劈尖干涉條紋的亮度對比度. 薄膜干涉膜厚儀供應鏈白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的在線檢測和控制;
目前 ,應用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式。在Mirau型顯微干涉結構,在該結構中物鏡和被測樣品之間有兩塊平板,一個是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡,另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡,由于參考鏡位于物鏡和被測樣品之間,從而使物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對而言短一些,其倍率一般為10-50倍,Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測量端相同顯微物鏡,因此沒有額外的光程差。是常用的方法之一。
白光干涉的相干原理早在1975年就被提出,并在1976年實現了在光纖通信領域中的應用。1983年,Brian Culshaw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。這項研究成果證明了白光干涉技術可以用于測量能夠轉換成位移的物理參量。此后的幾年中,白光干涉技術應用于溫度、壓力等的研究也相繼被報道。自上世紀90年代以來,白光干涉技術得到了快速發展,提供了更多實現測量的解決方案。近年來,由于傳感器設計和研制的進步,信號處理的新方案提出,以及傳感器的多路復用等技術的發展,使白光干涉測量技術的發展更加迅速??梢耘浜喜煌能浖M行分析和數據處理,例如建立數據庫、統計數據等 。
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??傊坠飧缮婺ず駜x是一種應用很廣的測量薄膜厚度的儀器。高精度膜厚儀大概價格多少
通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度,利用膜層與底材的反射率和相位差來實現測量。國產膜厚儀
Michelson干涉物鏡,準直透鏡將白光縮束準直后垂直照射到待測晶圓上,反射光之間相互發生干涉,經準直鏡后干涉光強進入光纖耦合單元,完成干涉部分。光纖傳輸的干涉信號進入光譜儀,計算機定時從光譜儀中采集光譜信號,獲取諸如光強、反射率等信息,計算機對這些信息進行信號處理,濾除高頻噪聲信息,然后對光譜信息進行歸一化處理,利用峰值對應的波長值,計算晶圓膜厚。光源采用氙燈光源,選擇氙燈作為光源具有以下優點:氙燈均為連續光譜,且光譜分布幾乎與燈輸入功率變化無關,在壽命期內光譜能量分布也幾乎不變;氙燈的光、電參數一致性好,工作狀態受外界條件變化的影響??;氙燈具有較高的電光轉換效率,可以輸出高能量的平行光等。國產膜厚儀