原裝膜厚儀的用途和特點

薄膜作為重要元件 ，通常使用金屬、合金、化合物、聚合物等作為其主要基材，品類涵蓋光學(xué)膜、電隔膜、阻隔膜、保護膜、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到微米級不等。納米和亞微米級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)特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等特性，對通訊、顯示、存儲等領(lǐng)域內(nèi)光學(xué)儀器的質(zhì)量起決定性作用[1-3]，如平面顯示器使用的ITO鍍膜，太陽能電池表面的SiO2減反射膜等。微米級以上的薄膜以工農(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。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，以及厚度為25~65微米的防偽標牌及拉線膠帶等。微米級薄膜利用其良好的延展、密封、絕緣特性，遍及食品包裝、表面保護、磁帶基材、感光儲能等應(yīng)用市場，加工速度快，市場占比高。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析 。原裝膜厚儀的用途和特點

論文所研究的鍺膜厚度約300nm ，導(dǎo)致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰，此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案（如峰峰值法等）將不再適用。為此，我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案，并設(shè)計搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實驗結(jié)果表明，峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關(guān)系。利用該測量方案，我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm，實驗誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。論文通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究，實現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。論文主要的創(chuàng)新點是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案，并將其應(yīng)用于極短光程差的測量。微米級膜厚儀測量儀總的來說，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。

光譜儀主要包括六部分，分別是：光纖入口、準直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測器、帶OFLV濾波器的探測器。光由光纖進入光譜儀中，通過濾波器和準直器后投射到光柵上，由光柵將白光色散成光譜，經(jīng)過聚焦鏡將其投射到探測器上后，由探測器將光信號傳入計算機。光纖接頭將輸入光纖固定在光譜儀上，使得來自輸入光纖的光能夠進入光學(xué)平臺；濾波器將光輻射限制在預(yù)定波長區(qū)域；準直鏡將進入光學(xué)平臺的光聚焦到光譜儀的光柵上，保證光路和光柵之間的準直性；光柵衍射來自準直鏡的光并將衍射光導(dǎo)向聚焦鏡；聚焦鏡接收從光柵反射的光并將光聚焦到探測器上；探測器將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換為nm波長系統(tǒng)；區(qū)域檢測器提供90％的量子效率和垂直列中的像素，以從光譜儀的狹縫圖像的整個高度獲取光，顯著改善了信噪比。

當.1-管在輸出短路時!負載電流與光生電流才保持線性關(guān)系"本系統(tǒng)采用的.1-管零偏壓’工作方式如圖"所示"1G3+S&#斬波自穩(wěn)零集成運算放大器!不僅使.1-管工作在短路狀態(tài)!而且實現(xiàn)了*/轉(zhuǎn)換"*/轉(zhuǎn)換是為了實現(xiàn)阻抗匹配!反向偏置的.1-二極管具有恒流源的性質(zhì)!內(nèi)阻很大!在很高的負載電阻的情況下可以得到很大的電壓信號!但影響了高頻響應(yīng)!而且如果將反向偏置狀態(tài)下的.1-二極管直接接到實際的負載電阻上!會因阻抗的失配而削弱信號的幅度"因此需要把高阻抗的電流源變成低阻抗的電壓源!然后再與負載相連白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量；

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向 ，此項技術(shù)主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變成為對不同波長光譜的測量 。通過分析被測物體的光譜特性，就能夠得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù)，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測量效率，而且也減小了環(huán)境對它的影響。此項技術(shù)能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干干涉光譜法是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，被分成兩束光，這兩束光分別入射到參考面和被測物體，反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后，由色散元件分光至探測器，記錄頻域上的干涉信號。此光譜信號包含了被測表面的信息，如果此時被測物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結(jié)合起來，形成了一種精度高而且速度快的測量方法。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。本地膜厚儀常見問題

增加光路長度可以提高儀器分辨率，但同時也會更容易受到振動等干擾，需要采取降噪措施。原裝膜厚儀的用途和特點

光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源 。光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性是光源選取時需要重點考慮的參數(shù)。論文所設(shè)計的解調(diào)系統(tǒng)是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實現(xiàn)的，所以光源中心波長的穩(wěn)定性將對實驗結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實驗中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源，相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等特點。該光源采用+5V的直流供電，標定中心波長為1550nm，且其輸出功率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的，驅(qū)動電流可以達到600mA。原裝膜厚儀的用途和特點