小型膜厚儀產(chǎn)品原理

白光干涉的相干原理早在1975年就已經(jīng)被提出，隨后于1976年在光纖通信領(lǐng)域中獲得了實現(xiàn)。1983年，BrianCulshaw的研究小組報道了白光干涉技術(shù)在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨后在1984年，報道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。該研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以被用于測量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量。此后的幾年間，白光干涉應(yīng)用于溫度、壓力等的研究相繼被報道。自上世紀九十年代以來，白光干涉技術(shù)快速發(fā)展，提供了實現(xiàn)測量的更多的解決方案。近幾年以來，由于傳感器設(shè)計與研制的進步，信號處理新方案的提出，以及傳感器的多路復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展，使得白光干涉測量技術(shù)的發(fā)展更加迅***光干涉膜厚儀的工作原理是基于膜層與底材的反射率及其相位差，通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度。小型膜厚儀產(chǎn)品原理

在納米級薄膜的各項相關(guān)參數(shù)中，薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計和制備過程中重要的參量之一，具有決定薄膜性質(zhì)和性能的基本作用。然而，由于其極小尺寸及突出的表面效應(yīng)，使得對納米級薄膜的厚度準確測量變得困難。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)，測量方法從手動到自動、有損到無損不斷得到實現(xiàn)。對于不同性質(zhì)薄膜，其適用的厚度測量方案也不相同。針對納米級薄膜，應(yīng)用光學(xué)原理的測量技術(shù)。相比其他方法，光學(xué)測量方法具有精度高、速度快、無損測量等優(yōu)勢，成為主要檢測手段。其中代表性的測量方法有橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等。微米級膜厚儀技術(shù)隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進一步提高。

在對目前常用的白光干涉測量方案進行比較研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩個干涉光束的光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個峰時，基于相鄰干涉峰間距的解調(diào)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(xiàn)紅移和藍移，當(dāng)光程差在較小范圍內(nèi)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(tǒng)上驗證了這一測量方案，并成功測量出光纖端面半導(dǎo)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(jié)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(jié)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。

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。為了探測兩個光束之間的零光程差位置，需要使用精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動，或移動載物臺。在垂直掃描過程中，可以用探測器記錄下干涉光強，得到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。通過干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化的示意圖，可以找到光強極大值位置，即為零光程差位置。通過精確確定零光程差位置，可以實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量。同時，通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置，也可以獲得被測樣品表面的三維高度。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，其性能和功能會得到提高和擴展。

傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號解調(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，進而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點是解調(diào)速度較快，受干擾信號的影響較小。但是其測量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號處理FFT（快速傅里葉變換）理論，若輸入光源波長范圍為λ1,λ2，則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1)，所以此方法主要應(yīng)用于對解調(diào)精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進。該方法總結(jié)起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換，然后濾波、提取主頻信號后進行逆傅里葉變換，然后做對數(shù)運算，并取其虛部做相位反包裹運算，由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高。廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域，為研究和開發(fā)提供了有力的手段。薄膜干涉膜厚儀出廠價

操作需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗，需要進行充分的培訓(xùn)和實踐。小型膜厚儀產(chǎn)品原理

常用白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理：入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微干涉物鏡后，被分光鏡分成兩部分，一個部分入射到固定參考鏡，一部分入射到樣品表面，當(dāng)參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后，再次匯聚發(fā)生干涉，干涉光通過透鏡后，利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內(nèi)雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描，可獲得一系列干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對應(yīng)點的光強隨光程差變化曲線，可得該點的Z向相對位移；然后，由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應(yīng)的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。小型膜厚儀產(chǎn)品原理