傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號(hào)解調(diào)方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào)。因此,該解調(diào)方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,進(jìn)而得到待測(cè)物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是解調(diào)速度較快,受干擾信號(hào)的影響較小。但是其測(cè)量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長(zhǎng)范圍為λ1,λ2,則所測(cè)光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1),所以此方法主要應(yīng)用于對(duì)解調(diào)精度要求不高的場(chǎng)合。傅里葉變換白光干涉法是對(duì)傅里葉變換法的改進(jìn)。該方法總結(jié)起來就是對(duì)采集到的光譜信號(hào)做傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號(hào)后進(jìn)行逆傅里葉變換,然后做對(duì)數(shù)運(yùn)算,并取其虛部做相位反包裹運(yùn)算,由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明其測(cè)量精度比傅里葉變換高。操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。微米級(jí)膜厚儀找哪家
光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測(cè)量方法,分為反射法和透射法兩種類型。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會(huì)引起多光束干涉效應(yīng),不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度一一對(duì)應(yīng)。因此,可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學(xué)參數(shù)。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù),并能有效地排除解的多值性,測(cè)量范圍廣,是一種無損測(cè)量技術(shù)。其缺點(diǎn)是對(duì)樣品薄膜表面條件的依賴性強(qiáng),測(cè)量穩(wěn)定性較差,因此測(cè)量精度不高,對(duì)于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,這種方法主要用于有機(jī)薄膜的厚度測(cè)量。國(guó)內(nèi)膜厚儀誠(chéng)信企業(yè)推薦白光干涉膜厚儀是一種可用于測(cè)量薄膜厚度的儀器,適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測(cè)量。
白光干涉的相干原理早在1975年就被提出,并在1976年實(shí)現(xiàn)了在光纖通信領(lǐng)域中的應(yīng)用。1983年,Brian Culshaw的研究小組報(bào)道了白光干涉技術(shù)在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨后在1984年,報(bào)道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。這項(xiàng)研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以用于測(cè)量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量。此后的幾年中,白光干涉技術(shù)應(yīng)用于溫度、壓力等的研究也相繼被報(bào)道。自上世紀(jì)90年代以來,白光干涉技術(shù)得到了快速發(fā)展,提供了更多實(shí)現(xiàn)測(cè)量的解決方案。近年來,由于傳感器設(shè)計(jì)和研制的進(jìn)步,信號(hào)處理的新方案提出,以及傳感器的多路復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展,使白光干涉測(cè)量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。
由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量量程和精度的需求不盡相同,因而多種測(cè)量方法各有優(yōu)缺,難以一概而論。按照薄膜厚度的增加,適用的測(cè)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(duì)于小于1μm的較薄薄膜,白光干涉輪廓儀的測(cè)量精度較低,分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對(duì)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(jié)果更可靠。基于白光干涉原理的光學(xué)薄膜厚度測(cè)量方案目前主要集中于測(cè)量透明或者半透明薄膜,通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣,得到待測(cè)薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測(cè)量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上,分析得到了常用的基于兩個(gè)相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測(cè)量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,我們提出了基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的白光干涉測(cè)量解調(diào)技術(shù)。白光干涉膜厚儀是一種用來測(cè)量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。
白光干涉頻域解調(diào)顧名思義是在頻域分析解調(diào)信號(hào),測(cè)量裝置與時(shí)域解調(diào)裝置幾乎相同,只需把光強(qiáng)測(cè)量裝置換為CCD或者是光譜儀,接收到的信號(hào)是光強(qiáng)隨著光波長(zhǎng)的分布。由于時(shí)域解調(diào)中接收到的信號(hào)是一定范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)的光強(qiáng)疊加,因此將頻譜信號(hào)中各個(gè)波長(zhǎng)的光強(qiáng)疊加,即可得到與它對(duì)應(yīng)的時(shí)域接收信號(hào)。由此可見,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時(shí)域白光干涉條紋的所有信息,還包含了時(shí)域干涉條紋中沒有的波長(zhǎng)信息。在頻域干涉中,當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長(zhǎng)度時(shí),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(nèi)部的光柵具有分光作用,能夠?qū)捵V光變成窄帶光譜,從而增加了光譜的相干長(zhǎng)度。這一解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中沒有使用機(jī)械掃描部件,從而在測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測(cè)法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。白光干涉膜厚儀是一種可用于測(cè)量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。白光干涉膜厚儀成本價(jià)
白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。微米級(jí)膜厚儀找哪家
微納制造技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著檢測(cè)技術(shù)進(jìn)入微納領(lǐng)域,微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件的重要部分,在半導(dǎo)體、航天航空、醫(yī)學(xué)、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于微小和精細(xì)的特征,傳統(tǒng)的檢測(cè)方法無法滿足要求。白光干涉法被廣泛應(yīng)用于微納檢測(cè)領(lǐng)域,具有非接觸、無損傷、高精度等特點(diǎn)。另外,光譜測(cè)量具有高效率和測(cè)量速度快的優(yōu)點(diǎn)。因此,這篇文章提出了一種白光干涉光譜測(cè)量方法,并構(gòu)建了相應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的白光掃描干涉方法,這種方法具有更強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力,并且測(cè)量速度更快。微米級(jí)膜厚儀找哪家