基于表面等離子體共振傳感的測(cè)量方案，利用共振曲線的三個(gè)特征參量半高寬、—共振角和反射率小值，通過反演計(jì)算得到待測(cè)金屬薄膜的厚度。該測(cè)量方案可同時(shí)得到金屬薄膜的介電常數(shù)和厚度，操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時(shí)的共振曲線，由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強(qiáng)度測(cè)量方案，測(cè)量精度受環(huán)境影響較大，且測(cè)量結(jié)果存在多值性的問題，所以我們進(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，根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實(shí)現(xiàn)厚度測(cè)量。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的大范圍測(cè)量和分析。品牌膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)
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(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(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。國內(nèi)膜厚儀市場(chǎng)價(jià)格該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)，操作前需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。
目前，常用的顯微干涉方式主要有Mirau和Michelson兩種方式。Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu)中，物鏡和被測(cè)樣品之間有兩塊平板，一塊涂覆高反射膜的平板作為參考鏡，另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡。由于參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間，物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對(duì)較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測(cè)量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，因此是常用的顯微干涉測(cè)量方法之一。Mirau顯微干涉結(jié)構(gòu)中，參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間，且物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對(duì)較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測(cè)量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn)，適用于微小樣品的測(cè)量。因此，在生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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(shí)現(xiàn)。1983年，BrianCulshaw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)。該研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以被用于測(cè)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(bào)道。自上世紀(jì)九十年代以來，白光干涉技術(shù)快速發(fā)展，提供了實(shí)現(xiàn)測(cè)量的更多的解決方案。近幾年以來，由于傳感器設(shè)計(jì)與研制的進(jìn)步，信號(hào)處理新方案的提出，以及傳感器的多路復(fù)用[39]等技術(shù)的發(fā)展，使得白光干涉測(cè)量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。可以配合不同的軟件進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理，例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等 。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向。此項(xiàng)技術(shù)通過使用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)不同波長光譜的測(cè)量，分析被測(cè)物體的光譜特性，得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術(shù)相比，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測(cè)量效率，并減小了環(huán)境對(duì)其影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論，采用白光作為寬波段光源，經(jīng)過分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測(cè)物體入射，反射后再次匯聚合成，并由色散元件分光至探測(cè)器，記錄頻域干涉信號(hào)。這個(gè)光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面信息，如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在光譜信號(hào)當(dāng)中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來，形成了一種精度高且速度快的測(cè)量方法。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，其性能和功能會(huì)得到提高和擴(kuò)展。高精度膜厚儀制造廠家
它可以用不同的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，比如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。品牌膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)
針對(duì)微米級(jí)工業(yè)薄膜厚度測(cè)量 ，研究了基于寬光譜干涉的反射式法測(cè)量方法。根據(jù)薄膜干涉及光譜共聚焦原理 ，綜合考慮成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求，研制了滿足工業(yè)應(yīng)用的小型薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型，結(jié)合經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換思想，提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法，能有效利用全光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確提取相位變化，對(duì)由環(huán)境噪聲帶來的假頻干擾，具有很好的抗干擾性。通過對(duì)PVC標(biāo)準(zhǔn)厚度片，PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明測(cè)厚系統(tǒng)具有1~75μm厚度的測(cè)量量程，μm.的測(cè)量不確定度。由于無需對(duì)焦，可在10ms內(nèi)完成單次測(cè)量，滿足工業(yè)級(jí)測(cè)量高效便捷的應(yīng)用要求。品牌膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)