白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化,,從而得到被測物體的信息,。它是在單色光相移干涉術的基礎上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術利用光路使參考光和被測表面的反射光發(fā)生干涉,,再使用相移的方法調(diào)制相位,,利用干涉場中光強的變化計算出其每個數(shù)據(jù)點的初始相位,,但是這樣得到的相位是位于(-π,+π]間,,所以得到的是不連續(xù)的相位,。因此,需要進行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位,。再利用高度與相位的信息求出被測物體的表面形貌,。單色光相移法具有測量速度快,、測量分辨力高、對背景光強不敏感等優(yōu)點,。但是,,由于單色光干涉無法確定干涉條紋的零級位置。因此,,在相位解包裹中無法得到相位差的周期數(shù),,所以只能假定相位差不超過一個周期,相當于測試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長[27],。這就限制了其測量的范圍,,使它只能測試連續(xù)結構或者光滑表面結構。白光干涉膜厚測量技術可以應用于材料科學中的薄膜微結構分析,。湖南膜厚儀定做
白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動,,補償光程差,實現(xiàn)對信號的解調(diào)[44-45],。系統(tǒng)基本結構如圖2-1所示,。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂,作用是將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化,。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程,,參考臂則通過移動反射鏡來實現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補償。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時,,即兩干涉光束為等光程的時候,,出現(xiàn)干涉極大值,可以觀察到中心零級干涉條紋,,而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素無關,,因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強度的因素包括:入射光功率,、光纖的傳輸損耗,、各端面的反射等。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度,,但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響,。鄂州膜厚儀制造公司白光干涉膜厚測量技術可以實現(xiàn)對薄膜的在線檢測和控制。
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—共振角,、半高寬和反射率小值,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(shù)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(tǒng),,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(huán)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(jù)P光和S光之間相位差的變化實現(xiàn)厚度測量,。
目前,應用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式,。如圖2-5(a)所示Mirau型顯微干涉結構,,在該結構中物鏡和被測樣品之間有兩塊平板,一個是涂覆有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,從而使物鏡外殼更加緊湊,,工作距離相對而言短一些,,其倍率一般為10-50倍,Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測量端相同顯微物鏡,,因此沒有額外的光程差,。白光干涉膜厚測量技術可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量。
自上世紀60年代起,,利用X及β射線,、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測厚系統(tǒng)廣泛應用于西方先進國家的工業(yè)生產(chǎn)線中。20世紀70年代后,,為滿足日益增長的質(zhì)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(huán)保,、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,迅速占領日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場,,并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個性化定制產(chǎn)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(tǒng)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(tǒng)在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場下,,具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉圖像的分析實現(xiàn)對薄膜的形貌變化的測量和分析,。仙桃膜厚儀安裝操作注意事項
白光干涉膜厚測量技術可以應用于納米制造中的薄膜厚度測量,。湖南膜厚儀定做
自1986年E.Wolf證明了相關誘導光譜的變化以來,人們在理論和實驗上展開了討論和研究,。結果表明,,動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,應用于光學信號處理和加密領域,。在論文中,,我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,可以用于當光程差非常小導致其干涉光譜只有一個干涉峰時的信號解調(diào),,實現(xiàn)納米薄膜厚度測量,。在頻域干涉中,當干涉光程差超過光源相干長度的時候,,仍然可以觀察到干涉條紋,。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長度都是無限的,。當我們使用光譜儀來接收干涉光譜時,,由于光譜儀光柵的分光作用,將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,,從而使相干長度發(fā)生變化,。湖南膜厚儀定做