針對(duì)靶丸自身獨(dú)特的特點(diǎn)及極端實(shí)驗(yàn)條件需求,使得靶丸參數(shù)的測(cè)試工作變得異常復(fù)雜。如何精確地測(cè)定靶丸的光學(xué)參數(shù),一直是激光聚變研究者非常關(guān)注的課題。由于光學(xué)測(cè)量方法具有無(wú)損、非接觸、測(cè)量效率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)越性,靶丸參數(shù)測(cè)量通常采用光學(xué)測(cè)量方式。常用的光學(xué)參數(shù)測(cè)量手段很多,目前,常用于測(cè)量靶丸幾何參數(shù)或光學(xué)參數(shù)的測(cè)量方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動(dòng)共焦法等。靶丸殼層折射率是沖擊波分時(shí)調(diào)控實(shí)驗(yàn)研究中的重要參數(shù),因此,精密測(cè)量靶丸殼層折射率十分有意義。而常用的折射率測(cè)量方法[13],如橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度和形貌進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量和分析。江西膜厚儀品牌企業(yè)
在納米量級(jí)薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中,薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計(jì)和制備過(guò)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(duì)于薄膜的光學(xué)、力學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級(jí)薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng),使得對(duì)其厚度的準(zhǔn)確測(cè)量變得困難。經(jīng)過(guò)眾多科研技術(shù)人員的探索和研究,新的薄膜厚度測(cè)量理論和測(cè)量技術(shù)不斷涌現(xiàn),測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到自動(dòng),有損到無(wú)損測(cè)量。由于待測(cè)薄膜材料的性質(zhì)不同,其適用的厚度測(cè)量方案也不盡相同。對(duì)于厚度在納米量級(jí)的薄膜,利用光學(xué)原理的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法,光學(xué)測(cè)量方法因?yàn)榫哂芯雀?,速度快,無(wú)損測(cè)量等優(yōu)勢(shì)而成為主要的檢測(cè)手段。其中具有代表性的測(cè)量方法有橢圓偏振法,干涉法,光譜法,棱鏡耦合法等。永州原裝膜厚儀白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)是一種測(cè)量薄膜厚度的方法。
干涉法與分光光度法都是利用相干光形成等厚干涉條紋的原理來(lái)確定薄膜厚度和折射率,然而與薄膜自發(fā)產(chǎn)生的等傾干涉不同,干涉法是通過(guò)設(shè)置參考光路,形成與測(cè)量光路間的干涉條紋,因此其相位信息包含兩個(gè)部分,分別是由參考平面和測(cè)量平面間掃描高度引起的附加相位和由透明薄膜內(nèi)部多次反射引起的膜厚相位。干涉法測(cè)量光路使用面陣CCD接收參考平面和測(cè)量平面間相干波面的干涉光強(qiáng)分布,不同于以上三種點(diǎn)測(cè)量方式,可一次性生成薄膜待測(cè)區(qū)域的表面形貌信息,但同時(shí)由于存在大量軸向掃描和數(shù)據(jù)解算,完成單次測(cè)量的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。
采用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時(shí),被測(cè)光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需獲得相鄰的兩干涉峰值處的波長(zhǎng)信息即可得出光程差,不必關(guān)心此波長(zhǎng)處的光強(qiáng)大小,從而降低數(shù)據(jù)處理的難度。也可以利用多組相鄰的干涉光譜極值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)來(lái)分別求出光程差,然后再求平均值作為測(cè)量光程差,這樣可以提高該方法的測(cè)量精度。但是,峰峰值法存在著一些缺點(diǎn):當(dāng)使用寬帶光源作為輸入光源時(shí),接收光譜中不可避免地疊加有與光源同分布的背景光,從而引起峰值處波長(zhǎng)的改變,引入測(cè)量誤差。同時(shí),當(dāng)兩干涉信號(hào)之間的光程差很小,導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰的時(shí)候,此法便不再適用。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的研究需要對(duì)光學(xué)理論和光學(xué)儀器有較深入的了解。
為了分析白光反射光譜的測(cè)量范圍,開(kāi)展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測(cè)量曲線,如圖所示,對(duì)于殼層厚度30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集、干涉級(jí)次數(shù)值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱。隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)各干涉譜峰波長(zhǎng)的測(cè)量。為實(shí)現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,需采用紅外的寬譜光源和光譜探測(cè)器。對(duì)于殼層厚度為μm的靶丸,測(cè)量的波峰相對(duì)較少,容易實(shí)現(xiàn)靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長(zhǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量;隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步減小,兩干涉信號(hào)之間的光程差差異非常小,以至于他們的光譜信號(hào)中只有一個(gè)干涉波峰,基于峰值探測(cè)的白光反射光譜方法難以實(shí)現(xiàn)其厚度的測(cè)量;為實(shí)現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,可采用紫外的寬譜光源和光譜探測(cè)器提升其探測(cè)厚度下限。 白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制。內(nèi)蒙古品牌膜厚儀
白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用涵蓋了材料科學(xué)、光學(xué)制造、電子工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。江西膜厚儀品牌企業(yè)
為限度提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率,期望靶丸所有幾何參數(shù)、物性參數(shù)均為理想球?qū)ΨQ狀態(tài)。因此,需要對(duì)靶丸殼層厚度分布進(jìn)行精密的檢測(cè)。靶丸殼層厚度常用的測(cè)量手法有X射線顯微輻照法、激光差動(dòng)共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個(gè)方法的特點(diǎn)與不足,以及各種測(cè)量方法的應(yīng)用領(lǐng)域。白光干涉法[30]是以白光作為光源,寬光譜的白光準(zhǔn)直后經(jīng)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(cè)樣品。由計(jì)算機(jī)控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進(jìn)行掃描,當(dāng)兩路之間的光程差為零時(shí),在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束,一束光通過(guò)光纖傳輸,并由光譜儀收集,另一束則被傳遞到CCD相機(jī),用于樣品觀測(cè)。利用光譜分析算法對(duì)干涉信號(hào)圖進(jìn)行分析得到薄膜的厚度。該方法能應(yīng)用靶丸殼層壁厚的測(cè)量,但是該測(cè)量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率,同時(shí),該方法也難以實(shí)現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測(cè)量。江西膜厚儀品牌企業(yè)