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白光干涉光谱分析是目前白光干涉测量的一个重要方向,此项技术主要是利用光谱仪将对条纹的测量转变成为对不同波长光谱的测量。通过分析被测物体的光谱特性,就能够得到相应的长度信息和形貌信息。相比于白光扫描干涉术,它不需要大量的扫描过程,因此提高了测量效率,而且也减小了环境对它的影响。此项技术能够测量距离、位移、块状材料的群折射率以及多层薄膜厚度。白干干涉光谱法是基于频域干涉的理论,采用白光作为宽波段光源,荆门膜厚仪品牌企业,经过分光棱镜,被分成两束光,这两束光分别入射到参考面和被测物体,反射回来后经过分光棱镜合成后,由色散元件分光至探测器,记录频域上的干涉信号,荆门膜厚仪品牌企业。此光谱信号包含了被测表面的信息,荆门膜厚仪品牌企业,如果此时被测物体是薄膜,则薄膜的厚度也包含在这光谱信号当中。这样就把白光干涉的精度和光谱测量的速度结合起来,形成了一种精度高而且速度快的测量方法。白光干涉膜厚测量技术的研究需要对光学理论和光学仪器有较深入的了解。荆门膜厚仪品牌企业
光谱法是以光的干涉效应为基础的一种薄膜厚度测量方法,分为反射法和透射法两类[12]。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射会引起多光束干涉效应,不同特性的薄膜材料的反射率和透过率曲线是不同的,并且在全光谱范围内与厚度之间是一一对应关系。因此,根据这一光谱特性可以得到薄膜的厚度以及光学参数。光谱法的优点是可以同时测量多个参数且可以有效的排除解的多值性,测量范围广,是一种无损测量技术;缺点是对样品薄膜表面条件的依赖性强,测量稳定性较差,因而测量精度不高;对于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,这种方法主要应用于**薄膜的厚度测量。荆门膜厚仪品牌企业白光干涉膜厚测量技术可以实现对薄膜厚度的在线检测和自动控制。
薄膜作为改善器件性能的重要途径,被广泛应用于现代光学、电子、医疗、能源、建材等技术领域。受薄膜制备工艺及生产环境影响,成品薄膜存在厚度分布不均、表面粗糙度大等问题,导致其光学及物理性能达不到设计要求,严重影响成品的性能及应用。随着薄膜生产技术的迅速发展,准确测量和科学评价薄膜特性作为研究热点,也引起产业界的高度重视。厚度作为关键指标直接影响薄膜工作特性,合理监控薄膜厚度对于及时调整生产工艺参数、降低加工成本、提高生产效率及企业竞争力等具有重要作用和深远意义。然而,对于市场份额占比大的微米级工业薄膜,除要求测量系统不仅具有百纳米级的测量精度之外,还要求具备体积小、稳定性好的特点,以适应工业现场环境的在线检测需求。目前光学薄膜测厚方法仍无法兼顾高精度、轻小体积,以及合理的系统成本,而具备纳米级测量分辨力的商用薄膜测厚仪器往往价格昂贵、体积较大,且无法响应工业生产现场的在线测量需求。基于以上分析,本课题提出基于反射光谱原理的高精度工业薄膜厚度测量解决方案,研制小型化、低成本的薄膜厚度测量系统,并提出*标定样品的高效稳定的膜厚计算算法。研发的系统可以实现微米级工业薄膜的厚度测量。
为了分析白光反射光谱的测量范围,开展了不同壁厚的靶丸壳层白光反射光谱测量实验。图是不同壳层厚度靶丸的白光反射光谱测量曲线,如图所示,对于壳层厚度30μm的靶丸,其白光反射光谱各谱峰非常密集、干涉级次数值大;此外,由于靶丸壳层的吸收,壁厚较大的靶丸信号强度相对较弱。随着靶丸壳层厚度的进一步增加,其白光反射光谱各谱峰将更加密集,难以实现对各干涉谱峰波长的测量。为实现较大厚度靶丸壳层厚度的白光反射光谱测量,需采用红外的宽谱光源和光谱探测器。对于壳层厚度为μm的靶丸,测量的波峰相对较少,容易实现靶丸壳层白光反射光谱谱峰波长的准确测量;随着靶丸壳层厚度的进一步减小,两干涉信号之间的光程差差异非常小,以至于他们的光谱信号中只有一个干涉波峰,基于峰值探测的白光反射光谱方法难以实现其厚度的测量;为实现较小厚度靶丸壳层厚度的白光反射光谱测量,可采用紫外的宽谱光源和光谱探测器提升其探测厚度下限。 白光干涉膜厚测量技术可以对薄膜的表面和内部进行联合测量和分析。
薄膜是指分子、原子或者是离子在基底表面沉积形成的一种特殊的二维材料。近几十年来,随着材料科学和镀膜工艺的不断发展,厚度在纳米量级(几纳米到几百纳米范围内)薄膜的研究和应用迅速增加。与体材料相比,因为纳米薄膜的尺寸很小,使得表面积与体积的比值增加,表面效应所表现出的性质非常**,因而在光学性质和电学性质上有许多*特的表现。纳米薄膜应用于传统光学领域,在生产实践中也得到了越来越广泛的应用,尤其是在光通讯、光学测量,传感,微电子器件,生物与医学工程等领域的应用空间更为广阔。白光干涉膜厚测量技术是一种测量薄膜厚度的方法。青岛膜厚仪
白光干涉膜厚测量技术可以应用于纳米制造中的薄膜厚度测量。荆门膜厚仪品牌企业
在纳米量级薄膜的各项相关参数中,薄膜材料的厚度是薄膜设计和制备过程中的重要参数,是决定薄膜性质和性能的基本参量之一,它对于薄膜的光学、力学和电磁性能等都有重要的影响[3]。但是由于纳米量级薄膜的较小尺寸及其**的表面效应,使得对其厚度的准确测量变得困难。经过众多科研技术人员的探索和研究,新的薄膜厚度测量理论和测量技术不断涌现,测量方法实现了从手动到自动,有损到无损测量。由于待测薄膜材料的性质不同,其适用的厚度测量方案也不尽相同。对于厚度在纳米量级的薄膜,利用光学原理的测量技术应用。相比于其他方法,光学测量方法因为具有精度高,速度快,无损测量等优势而成为主要的检测手段。其中具有代表性的测量方法有椭圆偏振法,干涉法,光谱法,棱镜耦合法等。荆门膜厚仪品牌企业