可以使用光譜分析方法來確定靶丸折射率和厚度,。極值法和包絡(luò)法、全光譜擬合法是通過分析膜的反射或透射光譜曲線來計(jì)算膜厚度和折射率的方法,。極值法測量膜厚度是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計(jì)算的,。對于弱色散介質(zhì),折射率為恒定值,,通過極大值點(diǎn)的位置可求得膜的光學(xué)厚度,,若已知膜折射率即可求解膜的厚度;對于強(qiáng)色散介質(zhì),,首先利用極值點(diǎn)求出膜厚度的初始值,,然后利用色散模型計(jì)算折射率與入射波長的對應(yīng)關(guān)系,通過擬合得到色散模型的系數(shù),,即可解出任意入射波長下的折射率,。常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型,、Lorenz模型等,。工作原理是基于膜層與底材反射率及相位差,,通過測量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度,。高精度膜厚儀性價(jià)比高
根據(jù)以上分析,白光干涉時(shí)域解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)如下:①能夠?qū)崿F(xiàn)測量,;②抗干擾能力強(qiáng),,系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動(dòng)、光源波長的漂移以及外界環(huán)境對光纖的擾動(dòng)等因素?zé)o關(guān),;③測量精度與零級(jí)干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān),;④結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,。但是,,時(shí)域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動(dòng)干涉儀一端的反射鏡來進(jìn)行相位補(bǔ)償,因此掃描裝置的分辨率會(huì)影響系統(tǒng)的精度,。采用這種解調(diào)方案的測量分辨率一般在幾個(gè)微米,,要達(dá)到亞微米的分辨率則主要受機(jī)械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性所限制,。文獻(xiàn)[46]報(bào)道的位移掃描的分辨率可以達(dá)到0.54微米。然而,,當(dāng)所測光程差較小時(shí),,F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近,難以區(qū)分,,此時(shí)時(shí)域解調(diào)方案的應(yīng)用受到了限制,。本地膜厚儀哪個(gè)品牌好隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴(kuò)展,。
薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu),,近年來在電子學(xué)、力學(xué),、現(xiàn)代光學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用,,薄膜的測試技術(shù)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。因此,,在微納測量領(lǐng)域中,,薄膜厚度的測試是一個(gè)非常重要而且很實(shí)用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中,,薄膜的厚度直接關(guān)系到薄膜能否正常工作,。在半導(dǎo)體工業(yè)中,膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段,。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能,、力學(xué)性能和光學(xué)性能等,所以準(zhǔn)確地測量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù),。
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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shí)該結(jié)構(gòu)具有高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn),,適用于微小樣品的測量,。因此,在生物醫(yī)學(xué),、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。它可測量大氣壓下1納米到1毫米范圍內(nèi)的薄膜厚度。
在初始相位為零的情況下,,當(dāng)被測光與參考光之間的光程差為零時(shí),,光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為了探測兩個(gè)光束之間的零光程差位置,,需要使用精密Z向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng),,或移動(dòng)載物臺(tái)。在垂直掃描過程中,,可以用探測器記錄下干涉光強(qiáng),,得到白光干涉信號(hào)強(qiáng)度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。通過干涉圖像序列中某波長處的白光信號(hào)強(qiáng)度隨光程差變化的示意圖,,可以找到光強(qiáng)極大值位置,,即為零光程差位置。通過精確確定零光程差位置,,可以實(shí)現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量,。同時(shí),通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置,,也可以獲得被測樣品表面的三維高度,。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提升和擴(kuò)展,。高精度膜厚儀性價(jià)比高
總的來說,白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器,。高精度膜厚儀性價(jià)比高
光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源,。在選擇光源時(shí),需要重點(diǎn)考慮光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性。由于本文所設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)是通過測量干涉峰值的中心波長移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的,,因此光源中心波長的穩(wěn)定性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的影響,。實(shí)驗(yàn)中我們選擇使用由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源,相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高,、覆蓋光譜范圍寬等優(yōu)點(diǎn),。該光源采用+5V的直流供電,標(biāo)定中心波長為1550nm,,且其輸出功率在一定范圍內(nèi)可調(diào),。驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到600mA。高精度膜厚儀性價(jià)比高