干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學方法 ，是一種高精度的測量技術(shù)。采用光學干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)的干涉測量任務(wù)，都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律，來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化，從而達到測量目的。光學干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級，而利用外差干涉進行測量，其精度甚至可以達到10-3nm量級[11]。根據(jù)所使用光源的不同，干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高，但是不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量，只能測量輸出信號的變化量或者是連續(xù)信號的變化，即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量，是一種測量方式，在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應(yīng)用。操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗，需要進行充分的培訓和實踐。蘇州膜厚儀廠家直銷價格
由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對系統(tǒng)的測量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測量方法各有優(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。對于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于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薄膜厚度測量方案目前主要集中于測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，得到待測薄膜厚度。本章在詳細研究白光干涉測量技術(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移動的白光干涉測量解調(diào)技術(shù)。蘇州膜厚儀廠家直銷價格白光干涉膜厚儀需要校準。
針對微米級工業(yè)薄膜厚度測量，開發(fā)了一種基于寬光譜干涉的反射式法測量方法，并研制了適用于工業(yè)應(yīng)用的小型薄膜厚度測量系統(tǒng)，考慮了成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求。該系統(tǒng)結(jié)合了薄膜干涉和光譜共聚焦原理，采用波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型，利用經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換的思想，提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法。該算法能夠有效利用全光譜數(shù)據(jù)準確提取相位變化，抗干擾能力強，能夠排除環(huán)境噪聲等假頻干擾。經(jīng)過對PVC標準厚度片、PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗驗證，結(jié)果表明該測厚系統(tǒng)具有1~75微米厚度的測量量程和微米級的測量不確定度，而且無需對焦，可以在10ms內(nèi)完成單次測量，滿足工業(yè)級測量需要的高效便捷的應(yīng)用要求。
對同一靶丸相同位置進行白光垂直掃描干涉 ，圖4-3是靶丸的垂直掃描干涉示意圖，通過控制光學輪廓儀的運動機構(gòu)帶動干涉物鏡在垂直方向上的移動，從而測量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差，顯然，當一束平行光穿過靶丸后，偏離靶丸中心越遠的光線，測量到的有效壁厚越大，其光程差也越大，但這并不表示靶丸殼層的厚度，當垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應(yīng)靶丸的上、下殼層的厚度。精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。
白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動，補償光程差，實現(xiàn)對信號的解調(diào)。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂，作用是將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程，參考臂則通過移動反射鏡來實現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補償。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時，即兩干涉光束為等光程的時候，出現(xiàn)干涉極大值，可以觀察到中心零級干涉條紋，而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素無關(guān)，因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強度的因素包括：入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度，但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。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。薄膜干涉膜厚儀制造廠家
白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理，例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。蘇州膜厚儀廠家直銷價格
白光干涉的相干原理早在1975年就被提出，并在1976年實現(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)。這項研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以用于測量能夠轉(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道。自上世紀90年代以來，白光干涉技術(shù)得到了快速發(fā)展，提供了更多實現(xiàn)測量的解決方案。近年來，由于傳感器設(shè)計和研制的進步，信號處理的新方案提出，以及傳感器的多路復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展，使白光干涉測量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。蘇州膜厚儀廠家直銷價格