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來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-04-15

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(guò)半反半透鏡進(jìn)入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個(gè)部分入射到固定的參考鏡,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(guò)分光鏡后,再次匯聚產(chǎn)生干涉條紋,干涉光通過(guò)透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測(cè)整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭或樣品臺(tái)Z向掃描,可獲得一系列的干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)隨光程差變化曲線,可得該點(diǎn)的Z向相對(duì)位移;然后,由CCD圖像中每個(gè)像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置獲得被測(cè)樣品表面的三維形貌。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以在不同環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量。高速膜厚儀推薦廠家

作為重要元件,薄膜通常以金屬、合金、化合物、聚合物等為主要基材,品類涵蓋了光學(xué)膜、電隔膜、阻隔膜、保護(hù)膜、裝飾膜等多種功能性薄膜,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代光學(xué)、電子、醫(yī)療、能源、建材等技術(shù)領(lǐng)域。常用薄膜的厚度范圍從納米級(jí)到微米級(jí)不等。納米和亞微米級(jí)薄膜主要是基于干涉效應(yīng)調(diào)制的光學(xué)薄膜,包括各種增透增反膜、偏振膜、干涉濾光片和分光膜等。部分薄膜經(jīng)過(guò)特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等特性,對(duì)于通訊、顯示、存儲(chǔ)等領(lǐng)域內(nèi)光學(xué)儀器的質(zhì)量起決定性作用,例如平面顯示器使用的ITO鍍膜、太陽(yáng)能電池表面的SiO2減反射膜等。微米級(jí)以上的薄膜以工農(nóng)業(yè)薄膜為主,多使用聚酯材料,具有易改性、可回收、適用范圍廣等特點(diǎn)。例如6微米厚度以下的電容器膜,20微米厚度以下的大部分包裝印刷用薄膜,25~38微米厚的建筑玻璃貼膜及汽車貼膜,以及25~65微米厚度的防偽標(biāo)牌及拉線膠帶等。微米級(jí)薄膜利用其良好的延展性、密封性、絕緣性等特性遍及食品包裝、表面保護(hù)、磁帶基材、感光儲(chǔ)能等應(yīng)用市場(chǎng),加工速度快,市場(chǎng)占比高。國(guó)產(chǎn)膜厚儀主要功能與優(yōu)勢(shì)白光干涉膜厚儀是用于測(cè)量薄膜厚度的一種儀器,可用于透明薄膜和平行表面薄膜的測(cè)量。

常用的白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理是:入射的白光光束通過(guò)半反半透鏡進(jìn)入到顯微干涉物鏡,被分光鏡分成兩部分,一部分入射到固定的參考鏡,另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再次匯聚后,發(fā)生干涉,干涉光通過(guò)透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)探測(cè)雙白光光束的干涉圖像。通過(guò)Z向精密位移臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭或樣品臺(tái)Z向掃描,獲得一系列干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)隨光程差變化曲線,可得該點(diǎn)的Z向相對(duì)位移;然后,通過(guò)CCD圖像中每個(gè)像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置,可測(cè)量被測(cè)樣品表面的三維形貌。該系統(tǒng)具有高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于微觀表面形貌測(cè)量和薄膜厚度測(cè)量等領(lǐng)域。

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(guò)率曲線缺少峰谷值,橢圓偏振法結(jié)果更加可靠?;诎坠飧缮嬖淼墓鈱W(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(guò)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)。Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度決定了儀器的精度。

白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術(shù)測(cè)量的局限性。白光掃描干涉法采用白光作為光源,白光作為一種寬光譜的光源,相干長(zhǎng)度較短,因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi)。而且在白光干涉時(shí),有一個(gè)確切的零點(diǎn)位置。當(dāng)測(cè)量光和參考光的光程相等時(shí),所有波段的光都會(huì)發(fā)生相長(zhǎng)干涉,這時(shí)就能觀測(cè)到有一個(gè)很明亮的零級(jí)條紋,同時(shí)干涉信號(hào)也出現(xiàn)最大值,通過(guò)分析這個(gè)干涉信號(hào),就能得到表面上對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的相對(duì)高度,從而得到被測(cè)物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過(guò)測(cè)量干涉條紋來(lái)完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測(cè)試精度。因此,為了提高精度,就需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng),這使得條紋的測(cè)量變成一項(xiàng)費(fèi)力又費(fèi)時(shí)的工作。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的非接觸式測(cè)量;小型膜厚儀詳情

白光干涉膜厚儀廣泛應(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。高速膜厚儀推薦廠家

通過(guò)基于表面等離子體共振傳感的測(cè)量方案,結(jié)合共振曲線的三個(gè)特征參數(shù),即共振角、半高寬和反射率小值,反演計(jì)算可以精確地得到待測(cè)金屬薄膜的厚度和介電常數(shù)。該方案操作簡(jiǎn)單,利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)即可得到共振曲線,從而得到金膜的厚度。由于該方案為一種強(qiáng)度測(cè)量方案,受環(huán)境影響較大,測(cè)量結(jié)果存在多值性問(wèn)題,因此研究人員進(jìn)一步對(duì)偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析,從P光和S光之間相位差的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)厚度測(cè)量。高速膜厚儀推薦廠家