由于靶丸自身特殊的特點和極端的實驗條件,使得靶丸參數的測試工作變得異常復雜。光學測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優勢,因此成為了測量靶丸參數的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數或光學參數測量的方法有白光干涉法、光學顯微干涉法、激光差動共焦法等。然而,靶丸殼層折射率是沖擊波分時調控實驗研究中的重要參數,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。隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提升和擴展。光干涉膜厚儀工廠
自上世紀60年代起 ,利用X及β射線、近紅外光源開發的在線薄膜測厚系統廣泛應用于西方先進國家的工業生產線中。20世紀70年代后,為滿足日益增長的質檢需求,電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測量技術相繼問世。90年代中期,隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學檢測技術以高精度、低成本、輕便環保、高速穩固為研發方向不斷迭代更新,迅速占領日用電器及工業生產市場,并發展出依據用戶需求個性化定制產品的能力。其中,對于市場份額占比較大的微米級薄膜,除要求測量系統不僅具有百納米級的測量準確度及分辨力以外,還要求測量系統在存在不規則環境干擾的工業現場下,具備較高的穩定性和抗干擾能力。測量膜厚儀產品使用誤區操作需要一定的專業素養和經驗,需要進行充分的培訓和實踐。
薄膜是一種特殊的微結構,在電子學、摩擦學、現代光學等領域得到了廣泛應用,因此薄膜的測試技術變得越來越重要。尤其是在厚度這一特定方向上,尺寸很小,基本上都是微觀可測量的。因此,在微納測量領域中,薄膜厚度的測試是一個非常重要且實用的研究方向。在工業生產中,薄膜的厚度直接影響薄膜是否能正常工作。在半導體工業中,膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質量控制的重要手段。薄膜的厚度會影響其電磁性能、力學性能和光學性能等,因此準確地測量薄膜的厚度成為一種關鍵技術。
為了分析白光反射光譜的測量范圍,進行了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實驗。實驗結果顯示,對于殼層厚度為30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集,干涉級次數值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號強度相對較弱。隨著靶丸殼層厚度的進一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實現對各干涉譜峰波長的測量。為實現較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,需采用紅外寬譜光源和光譜探測器。對于殼層厚度為μm的靶丸,測量的波峰相對較少,容易實現殼層白光反射光譜譜峰波長的準確測量;隨著靶丸殼層厚度的進一步減小,兩干涉信號之間的光程差差異非常小,以至于光譜信號中只有一個干涉波峰,難以使用峰值探測的白光反射光譜方法測量其厚度。為了實現較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,可采用紫外寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。操作需要一定的專業基礎和經驗,需要進行充分的培訓和實踐。
對同一靶丸相同位置進行白光垂直掃描干涉 ,圖4-3是靶丸的垂直掃描干涉示意圖,通過控制光學輪廓儀的運動機構帶動干涉物鏡在垂直方向上的移動,從而測量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差,顯然,當一束平行光穿過靶丸后,偏離靶丸中心越遠的光線,測量到的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度,當垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應靶丸的上、下殼層的厚度。隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展 。膜厚儀檢測
隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展;光干涉膜厚儀工廠
在白光反射光譜探測模塊中,入射光經過分光鏡1分光后 ,一部分光通過物鏡聚焦到靶丸表面 ,靶丸殼層上、下表面的反射光經過物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后,一部分光聚焦到光纖端面并到達光譜儀探測器,可實現靶丸殼層白光干涉光譜的測量,一部分光到達CCD探測器,可獲得靶丸表面的光學圖像。靶丸吸附轉位模塊和三維運動模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉位以及靶丸位置的輔助調整,測量過程中,將靶丸放置于軸系吸嘴前端,通過微型真空泵負壓吸附于吸嘴上;然后,移動位移平臺,將靶丸移動至CCD視場中心,通過Z向位移臺,使靶丸表面成像清晰;利用光譜儀探測靶丸殼層的白光反射光譜;靶丸在軸系的帶動下,平穩轉位到特定角度,由于軸系的回轉誤差,轉位后靶丸可能偏移CCD視場中心,此時可通過調整軸系前端的調心結構,使靶丸定點位于視場中心并采集其白光反射光譜;重復以上步驟,可實現靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數據的測量。為減少外界干擾和震動而引起的測量誤差,該裝置放置于氣浮平臺上,通過高性能的隔振效果可保證測量結果的穩定性。光干涉膜厚儀工廠