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半高寬、—共振角和反射率小值,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和厚度,操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結構的表面等離子體共振實驗系統,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,測量精度受環境影響較大,且測量結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P光和S光之間相位差的變化實現厚度測量。白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的大范圍測量和分析。品牌膜厚儀設備生產
常用白光垂直掃描干涉系統的原理:入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個部分入射到固定參考鏡,一部分入射到樣品表面,當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚發生干涉,干涉光通過透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描,可獲得一系列干涉圖像。根據干涉圖像序列中對應點的光強隨光程差變化曲線,可得該點的Z向相對位移;然后,由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。國內膜厚儀市場價格該儀器的使用需要一定的專業技能和經驗,操作前需要進行充分的培訓和實踐。
目前,常用的顯微干涉方式主要有Mirau和Michelson兩種方式。Mirau型顯微干涉結構中,物鏡和被測樣品之間有兩塊平板,一塊涂覆高反射膜的平板作為參考鏡,另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡。由于參考鏡位于物鏡和被測樣品之間,物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對較短,倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測量端相同的顯微物鏡,因此不存在額外的光程差,因此是常用的顯微干涉測量方法之一。Mirau顯微干涉結構中,參考鏡位于物鏡和被測樣品之間,且物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對較短,倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測量端相同的顯微物鏡,因此不存在額外的光程差,同時該結構具有高分辨率和高靈敏度等特點,適用于微小樣品的測量。因此,在生物醫學、半導體工業等領域得到廣泛應用。
白光干涉的相干原理早在1975年就已經被提出 ,隨后于1976年在光纖通信領域中獲得了實現。1983年,BrianCulshaw的研究小組報道了白光干涉技術在光纖傳感領域中的應用。隨后在1984年,報道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統。該研究成果證明了白光干涉技術可以被用于測量能夠轉換成位移的物理參量。此后的幾年間,白光干涉應用于溫度、壓力等的研究相繼被報道。自上世紀九十年代以來,白光干涉技術快速發展,提供了實現測量的更多的解決方案。近幾年以來,由于傳感器設計與研制的進步,信號處理新方案的提出,以及傳感器的多路復用[39]等技術的發展,使得白光干涉測量技術的發展更加迅速。可以配合不同的軟件進行分析和數據處理,例如建立數據庫、統計數據等 。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向。此項技術通過使用光譜儀將對條紋的測量轉變為對不同波長光譜的測量,分析被測物體的光譜特性,得到相應的長度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術相比,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,并減小了環境對其影響。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等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經過分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經由參考面和被測物體入射,反射后再次匯聚合成,并由色散元件分光至探測器,記錄頻域干涉信號。這個光譜信號包含了被測表面信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在光譜信號當中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測量的速度結合起來,形成了一種精度高且速度快的測量方法。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。高精度膜厚儀制造廠家
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針對微米級工業薄膜厚度測量 ,研究了基于寬光譜干涉的反射式法測量方法。根據薄膜干涉及光譜共聚焦原理 ,綜合考慮成本、穩定性、體積等因素要求,研制了滿足工業應用的小型薄膜厚度測量系統。根據波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,結合經典模態分解和非均勻傅里葉變換思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法,能有效利用全光譜數據準確提取相位變化,對由環境噪聲帶來的假頻干擾,具有很好的抗干擾性。通過對PVC標準厚度片,PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗對系統性能進行了驗證,結果表明測厚系統具有1~75μm厚度的測量量程,μm.的測量不確定度。由于無需對焦,可在10ms內完成單次測量,滿足工業級測量高效便捷的應用要求。品牌膜厚儀設備生產