小型膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-02-06

干涉測(cè)量法是基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測(cè)量的光學(xué)方法,是一種高精度的測(cè)量技術(shù)。采用光學(xué)干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強(qiáng),使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)的干涉測(cè)量任務(wù),都是通過(guò)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(lái)研究干涉裝置中待測(cè)物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達(dá)到測(cè)量目的。光學(xué)干涉測(cè)量方法的測(cè)量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級(jí),而利用外差干涉進(jìn)行測(cè)量,其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級(jí)。根據(jù)所使用光源的不同,干涉測(cè)量方法又可以分為激光干涉測(cè)量和白光干涉測(cè)量?jī)纱箢?lèi)。激光干涉測(cè)量的分辨率更高,但是不能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)信號(hào)的測(cè)量,只能測(cè)量輸出信號(hào)的變化量或者是連續(xù)信號(hào)的變化,即只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)測(cè)量。而白光干涉是通過(guò)對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測(cè)量,是一種測(cè)量方式,在薄膜厚度的測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用至關(guān)重要。小型膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求

小型膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求,膜厚儀

光學(xué)測(cè)厚方法集光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為一體,以其光波長(zhǎng)為測(cè)量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級(jí)的測(cè)量精度。同時(shí),光學(xué)測(cè)厚作為非接觸式的測(cè)量方法,被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無(wú)損測(cè)量。其中,薄膜厚度光學(xué)測(cè)量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為橢圓偏振法、分光光度法、干涉法等多種測(cè)量方法。不同的測(cè)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(cè)量方法的多通道式復(fù)合測(cè)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。國(guó)產(chǎn)膜厚儀行情通過(guò)測(cè)量反射光的干涉來(lái)計(jì)算膜層厚度,利用膜層與底材的反射率和相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。

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白光干涉在零光程差處,出現(xiàn)零級(jí)干涉條紋,隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線(xiàn)各自形成的干涉條紋之間互有偏移,疊加的整體效果使條紋對(duì)比度下降。測(cè)量精度高,可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量,采用白光干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng),動(dòng)態(tài)范圍大,具有快速檢測(cè)和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,但也有許多相似之處。可以說(shuō),白光干涉實(shí)際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時(shí)域上的相干疊加,在頻域上觀察到的就是不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的干涉光強(qiáng)變化曲線(xiàn)。

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)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過(guò)分析被測(cè)物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)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(guò)程,因此提高了測(cè)量效率,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。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。白光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(guò)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(cè)物體,反射回來(lái)后經(jīng)過(guò)分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測(cè)器,記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái),形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴(kuò)展。

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白光干涉法和激光光源相比具有短相干長(zhǎng)度的特點(diǎn),使得兩束光只有在光程差非常小的情況下才能發(fā)生干涉,因此不會(huì)產(chǎn)生干擾條紋。同時(shí),白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置,避免了干涉級(jí)次不確定的問(wèn)題。本文基于白光干涉原理對(duì)單層透明薄膜厚度測(cè)量進(jìn)行了研究,特別是對(duì)厚度小于光源相干長(zhǎng)度的薄膜進(jìn)行了探究。文章首先詳細(xì)闡述了白光干涉原理和薄膜測(cè)厚原理,然后在金相顯微鏡的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種型垂直白光掃描系統(tǒng),作為實(shí)驗(yàn)中測(cè)試薄膜厚度的儀器,并利用白光干涉原理對(duì)位移量進(jìn)行了標(biāo)定。 總結(jié),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(cè)量?jī)x器。微米級(jí)膜厚儀原理

白光干涉膜厚儀是一種用來(lái)測(cè)量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。小型膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求

光纖白光干涉此次實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)檢測(cè)干涉峰值的中心波長(zhǎng)的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,所以光源中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定性將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源,相對(duì)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(diǎn)。該光源采用+5V的直流供電,標(biāo)定中心波長(zhǎng)為1550nm,且其輸出功率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的,驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到600mA。測(cè)量使用的是寬譜光源。光源的輸出光功率和中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定性是光源選取時(shí)需要重點(diǎn)考慮的參數(shù)。小型膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求