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來源: 發布時間:2024-07-22

光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源 。光源的輸出光功率和中心波長的穩定性是光源選取時需要重點考慮的參數。論文所設計的解調系統是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實現的,所以光源中心波長的穩定性將對實驗結果產生很大的影響。實驗中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產的SLED光源,相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等特點。該光源采用+5V的直流供電,標定中心波長為1550nm,且其輸出功率在一定范圍內是可調的,驅動電流可以達到600mA。白光干涉膜厚測量技術可以應用于光學元件制造中的薄膜厚度控制;國內膜厚儀性價比高企業

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[30]是以白光作為光源,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。膜厚儀零售價格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。

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。空氣劈尖干涉光程差仍為2n2e+λ/2,但玻璃板會影響劈尖干涉條紋的亮度對比度.

白光干涉頻域解調顧名思義是在頻域分析解調信號 ,測量裝置與時域解調裝置幾乎相同,只需把光強測量裝置換為光譜儀或者是CCD ,接收到的信號是光強隨著光波長的分布。由于時域解調中接收到的信號是一定范圍內所有波長的光強疊加,因此將頻譜信號中各個波長的光強疊加,即可得到與它對應的時域接收信號。由此可見,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息,還包含了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中,當兩束相干光的光程差遠大于光源的相干長度時,仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內部的光柵具有分光作用,能夠將寬譜光變成窄帶光譜,從而增加了光譜的相干長度。這一解調技術的優點就是在整個測量系統中沒有使用機械掃描部件,從而在測量的穩定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調法以及傅里葉變換白光干涉解調法等。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。

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,臺階儀的測量結果能作為參考值。誤差主要來自光源的波長漂移和溫度誤差。標準樣品的選擇和使用對于保持儀器準確度至關重要。薄膜干涉膜厚儀成本價

光路長度越長,儀器分辨率越高,但也越容易受到干擾因素的影響,需要采取降噪措施。國內膜厚儀性價比高企業

白光掃描干涉法利用白光作為光源,通過壓電陶瓷驅動參考鏡進行掃描,將干涉條紋掃過被測面,并通過感知相干峰位置來獲取表面形貌信息。測量原理如圖1-5所示。然而,在對薄膜進行測量時,其上下表面的反射會導致提取出的白光干涉信號呈現雙峰形式,變得更為復雜。此外,由于白光掃描干涉法需要進行掃描過程,因此測量時間較長,且易受外界干擾。基于圖像分割技術的薄膜結構測試方法能夠自動分離雙峰干涉信號,從而實現對薄膜厚度的測量。國內膜厚儀性價比高企業