為了分析白光反射光譜的測量范圍,開展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實驗,。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測量曲線,,如圖所示,對于殼層厚度30μm的靶丸,,其白光反射光譜各譜峰非常密集,、干涉級次數(shù)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(xiàn)對各干涉譜峰波長的測量。為實現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,,需采用紅外的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(xiàn)靶丸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,,以至于他們的光譜信號中只有一個干涉波峰,,基于峰值探測的白光反射光譜方法難以實現(xiàn)其厚度的測量;為實現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,,可采用紫外的寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限,。 白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對復(fù)雜薄膜結(jié)構(gòu)的測量,。宜昌膜厚儀制造公司
論文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,。論文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。論文主要的創(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,。蕪湖膜厚儀行情白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)薄膜設(shè)計中的薄膜參數(shù)測量。
干涉法作為面掃描方式可以一次性對薄膜局域內(nèi)的厚度進行解算,,適用于對面型整體形貌特征要求較高的測量對象,。干涉法算法在于相位信息的提取,借助多種復(fù)合算法通??梢赃_到納米級的測量準確度,。然而主動干涉法對條紋穩(wěn)定性不佳,光學(xué)元件表面的不清潔,、光照度不均勻,、光源不穩(wěn)定、外界氣流震動干擾等因素均可能影響干涉圖的完整性[39],,使干涉圖樣中包含噪聲和部分區(qū)域的陰影,,給后期處理帶來困難。除此之外,,干涉法系統(tǒng)精度的來源——精密移動及定位部件也增加了系統(tǒng)的成本,,高精度的干涉儀往往較為昂貴。
光譜擬合法易于測量具有應(yīng)用領(lǐng)域,,由于使用了迭代算法,,因此該方法的優(yōu)缺點在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著各種全局優(yōu)化算法的引入,,遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數(shù)的測量,。其缺點是不夠?qū)嵱茫摲椒ㄐ枰粋€較好的薄膜的光學(xué)模型(包括色散系數(shù),、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng)),但是在實際測試過程中,,薄膜的色散和吸收的公式通常不準確,,尤其是對于多層膜體系,建立光學(xué)模型非常困難,,無法用公式準確地表示出來,。在實際應(yīng)用中只能使用簡化模型,因此,,通常全光譜擬合法不如極值法有效,。另外該方法的計算速度慢也不能滿足快速計算的要求。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉曲線的分析實現(xiàn)對薄膜的光學(xué)參數(shù)測量,。
光學(xué)測厚方法集光學(xué),、機械、電子,、計算機圖像處理技術(shù)為一體,,以其光波長為測量基準,從原理上保證了納米級的測量精度,。同時,,光學(xué)測厚作為非接觸式的測量方法,被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量,。其中,,薄膜厚度光學(xué)測量方法按光吸收、透反射,、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為分光光度法,、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法,。不同的測量方法,,其適用范圍各有側(cè)重,褒貶不一,。因此結(jié)合多種測量方法的多通道式復(fù)合測量法也有研究,,如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法,彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等,。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于電子顯示器中的薄膜厚度測量,。隨州膜厚儀詳情
白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實驗方法和算法進行改進。宜昌膜厚儀制造公司
干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學(xué)方法,,是一種高精度的測量技術(shù),。采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,,穩(wěn)定性好,,抗干擾能力強,,使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)的干涉測量任務(wù),,都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律,,來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達到測量目的,。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級,,而利用外差干涉進行測量,其精度甚至可以達到10-3nm量級[11],。根據(jù)所使用光源的不同,,干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高,,但是不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量,,只能測量輸出信號的變化量或者是連續(xù)信號的變化,即只能實現(xiàn)相對測量,。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量,,是一種測量方式,在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應(yīng)用,。宜昌膜厚儀制造公司