薄膜干涉膜厚儀使用誤區(qū)

來源: 發(fā)布時間:2024-08-03

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(biāo)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。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)。薄膜干涉膜厚儀使用誤區(qū)

薄膜干涉膜厚儀使用誤區(qū),膜厚儀

光學(xué)測厚方法集光學(xué) 、機械、電子、計算機圖像處理技術(shù)為一體,以其光波長為測量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級的測量精度。同時,光學(xué)測厚作為非接觸式的測量方法,被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。其中,薄膜厚度光學(xué)測量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法,其適用范圍各有側(cè)重,褒貶不一。因此結(jié)合多種測量方法的多通道式復(fù)合測量法也有研究,如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法,彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等。薄膜干涉膜厚儀定做價格標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。

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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)[44-45]。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。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(dāng)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?zé)o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。

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。這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。

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基于表面等離子體共振傳感的測量方案 ,利用共振曲線的三個特征參量—共振角、半高寬和反射率小值,通過反演計算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時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驗系統(tǒng),測得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時的共振曲線,由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強度測量方案,測量精度受環(huán)境影響較大,且測量結(jié)果存在多值性的問題,所以我們進一步對偏振外差干涉的改進方案進行了理論分析,根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實現(xiàn)厚度測量。工作原理是基于膜層與底材反射率及相位差,通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度。品牌膜厚儀找哪家

操作需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗,需要進行充分的培訓(xùn)和實踐。薄膜干涉膜厚儀使用誤區(qū)

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(dāng)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。薄膜干涉膜厚儀使用誤區(qū)