高精度膜厚儀信賴推薦

來源: 發(fā)布時間:2024-02-28

針對微米級工業(yè)薄膜厚度測量,開發(fā)了一種基于寬光譜干涉的反射式法測量方法,并研制了適用于工業(yè)應(yīng)用的小型薄膜厚度測量系統(tǒng),考慮了成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求。該系統(tǒng)結(jié)合了薄膜干涉和光譜共聚焦原理,采用波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,利用經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換的思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法。該算法能夠有效利用全光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確提取相位變化,抗干擾能力強,能夠排除環(huán)境噪聲等假頻干擾。經(jīng)過對PVC標(biāo)準(zhǔn)厚度片、PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗驗證,結(jié)果表明該測厚系統(tǒng)具有1~75微米厚度的測量量程和微米級的測量不確定度,而且無需對焦,可以在10ms內(nèi)完成單次測量,滿足工業(yè)級測量需要的高效便捷的應(yīng)用要求。隨著技術(shù)的進步和應(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升和擴展。高精度膜厚儀信賴推薦

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白光光譜法具有測量范圍大、連續(xù)測量時波動范圍小的優(yōu)點,可以解決干涉級次模糊識別的問題。但在實際測量中,由于誤差、儀器誤差和擬合誤差等因素的影響,干涉級次的測量精度仍然受到限制,會出現(xiàn)干擾級次的誤判和干擾級次的跳變現(xiàn)象。這可能導(dǎo)致計算得出的干擾級次m值與實際譜峰干涉級次m'(整數(shù))之間存在誤差。因此,本文設(shè)計了以下校正流程圖,基于干涉級次的連續(xù)特性得到了靶丸殼層光學(xué)厚度的準(zhǔn)確值。同時,給出了白光干涉光譜測量曲線。原裝膜厚儀歡迎選購在半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,有助于研究和開發(fā)新產(chǎn)品。

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由于靶丸自身特殊的特點和極端的實驗條件,使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復(fù)雜。光學(xué)測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)勢,因此成為了測量靶丸參數(shù)的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數(shù)或光學(xué)參數(shù)測量的方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動共焦法等。然而,靶丸殼層折射率是沖擊波分時調(diào)控實驗研究中的重要參數(shù),因此對其進行精密測量具有重要意義。 常用的折射率測量方法有橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。

在激光慣性約束聚變(ICF)物理實驗中,靶丸殼層折射率、厚度以及其分布參數(shù)是非常關(guān)鍵的參數(shù)。因此,實現(xiàn)對靶丸殼層折射率、厚度及其分布的精密測量對精密ICF物理實驗研究非常重要。由于靶丸尺寸微小、結(jié)構(gòu)特殊、測量精度要求高,因此如何實現(xiàn)對靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數(shù)測量技術(shù)研究中的重要內(nèi)容。本文針對這一需求,開展了基于白光干涉技術(shù)的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術(shù)研究。精確測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布是激光慣性約束聚變中至關(guān)重要的,對于ICF物理實驗的研究至關(guān)重要。由于靶丸特殊的結(jié)構(gòu)和微小的尺寸,以及測量的高精度要求,如何實現(xiàn)靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數(shù)測量技術(shù)研究中的重要目標(biāo)。本文就此需求開展了基于白光干涉技術(shù)的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術(shù)的研究??梢耘浜喜煌能浖M行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。

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本文溫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。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。本文主要的創(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。Michelson干涉儀的光路長度支配了精度。國內(nèi)膜厚儀推薦

總之,白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器。高精度膜厚儀信賴推薦

在初始相位為零的情況下,當(dāng)被測光與參考光之間的光程差為零時,光強度將達(dá)到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置,需要精密Z軸向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動或移動載物臺,垂直掃描過程中,用探測器記錄下干涉光強,可得白光干涉信號強度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化示意圖,曲線中光強極大值位置即為零光程差位置,通過零過程差位置的精密定位,即可實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量;通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。高精度膜厚儀信賴推薦