薄膜膜厚儀信賴推薦

來源: 發(fā)布時間:2024-02-21

傅里葉變換是白光頻域解調方法中的一種低精度信號解調方法,初由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。該解調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,并得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調方案的優(yōu)勢是解調速度快,受干擾信號影響較小,但精度不高。根據數字信號處理FFT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),因此該方法主要應用于解調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。該方法總結起來是對采集到的光譜信號進行傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號,接著進行逆傅里葉變換、對數運算,之后取其虛部進行相位反包裹運算,從而通過得到的相位來獲得干涉儀的光程差。經實驗證明,該方法測量精度比傅里葉變換方法更高。隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展,其性能和功能會得到提高和擴展。薄膜膜厚儀信賴推薦

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白光干涉頻域解調是利用頻域分析解調信號的一種方法。與時域解調裝置相比,測量裝置幾乎相同,只需將光強測量裝置更換為光譜儀或CCD。由于時域解調中接收到的信號是一定范圍內所有波長光強疊加,因此將頻譜信號中各個波長的光強疊加起來即可得到它對應的時域接收信號。因此,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息,而且包括了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中,當兩束相干光的光程差遠大于光源的相干長度時,仍然可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內部的光柵具有分光作用,可以將寬譜光變成窄帶光譜,從而增加光譜的相干長度。這種解調技術的優(yōu)點是整個測量系統(tǒng)中沒有使用機械掃描部件,因此在測量的穩(wěn)定性和可靠性方面得到了顯著提高。常見的頻域解調方法包括峰峰值檢測法、傅里葉解調法和傅里葉變換白光干涉解調法等。薄膜干涉膜厚儀推薦標準樣品的選擇和使用對于保持儀器準確度至關重要。

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由于不同性質和形態(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,橢圓偏振法結果更加可靠?;诎坠飧缮嬖淼墓鈱W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技術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的常用解調方案、解調原理及其局限性的基礎上,分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論。在此基礎上,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技術。

本文主要以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象,研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實現納米級薄膜厚度準確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同,所適用的測量方法也不同。半導體鍺膜具有折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的特點,選擇采用白光干涉的測量方法;而厚度更薄的金膜的折射率為復數,且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應,因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法;為了進一步改善測量的精度,論文還研究了外差干涉測量法,通過引入高精度的相位解調手段,檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。操作需要一定的專業(yè)技能和經驗,需要進行充分的培訓和實踐。

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在納米級薄膜的各項相關參數中,薄膜材料的厚度是薄膜設計和制備過程中重要的參量之一,具有決定薄膜性質和性能的基本作用。然而,由于其極小尺寸及突出的表面效應,使得對納米級薄膜的厚度準確測量變得困難。經過眾多科研技術人員的探索和研究,新的薄膜厚度測量理論和測量技術不斷涌現,測量方法從手動到自動、有損到無損不斷得到實現。對于不同性質薄膜,其適用的厚度測量方案也不相同。針對納米級薄膜,應用光學原理的測量技術。相比其他方法,光學測量方法具有精度高、速度快、無損測量等優(yōu)勢,成為主要檢測手段。其中代表性的測量方法有橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等??偟膩碚f,白光干涉膜厚儀是一種應用很廣的測量薄膜厚度的儀器。光干涉膜厚儀哪個品牌好

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白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向,此項技術主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉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,就能夠得到相應的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術,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合起來,形成了一種精度高、速度快的測量方法。薄膜膜厚儀信賴推薦