折射率分別為1.45和1.62的2塊玻璃板,,使其一端相接觸,,形成67的尖劈.將波長為550nm的單色光垂直投射在劈上,并在上方觀察劈的干涉條紋,,試求條紋間距,。
我們可以分2種可能的情況來討論:
一般玻璃的厚度可估計為1mm的量級,這個量級相對于光的波長550nm而言,,應(yīng)該算是膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長^的厚玻璃了,,所以光線通過上玻璃板時應(yīng)該無干涉現(xiàn)象,同理光線通過下玻璃板時也無干涉現(xiàn)象.空氣膜厚度因劈角很小而很薄,,與波長可比擬,,所以光線通過空氣膜應(yīng)該有干涉現(xiàn)象,在空氣膜的下表面處有一半波損失,,故光程差應(yīng)該為2n2e+λ/2.
(2)假設(shè)玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬,,當(dāng)單色光垂直投射在劈尖上時,上玻璃板能滿足形成薄膜干涉的條件,,其光程差為2n2e+λ/2,,下玻璃板也能滿足形成薄膜于涉的條件,光程差為2n1h+λ/2,,但由于玻璃板膜厚均勻,,h不變,人射角i=儼也不變,,故玻璃板形成的薄膜干涉為等傾又等厚干涉條紋,,要么玻璃板全亮,要么全暗,,它不會影響空氣劈尖干涉條紋的位置和條紋間距,。空氣劈尖干涉光程差仍為2n2e+λ/2,,但玻璃板會影響劈尖干涉條紋的亮度對比度. 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高和擴(kuò)展,;防水膜厚儀制造廠家
薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…,當(dāng)波長為^的單色光以人射角f從折射率為n.的介質(zhì)入射到折射率為n:,、厚度為e的介質(zhì)膜面(見圖1)時,,干涉明、暗紋條件為:
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,,k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,,k=0,,1,2,3,4...(2)
E式中k為干涉條紋級次,;δ’為半波損失.
普通物理教材中討論薄膜干涉問題時,均近似地認(rèn)為,,δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進(jìn),,遇到光密介質(zhì)i的界面時,在不超過臨界角的條件下,,不論人射角的大小如何,,在反射過程中都將產(chǎn)生半個波長的損失(嚴(yán)格地說, 只在掠射和正射情況下反射光的振動方向與入射光的振動方向才幾乎相反),,故δ’是否存在決定于n1,n2,n3大小的比較,。當(dāng)膜厚e一定,而入射角j可變時,,干涉條紋級次^隨f而變,,即同樣的人射角‘對應(yīng)同一級明紋(或暗紋),叫等傾干涉,,如以不同的入射角入射到平板介質(zhì)上.當(dāng)入射角£一定,,而膜厚??勺儠r,,干涉條紋級次隨。而變,,即同樣的膜厚e對應(yīng)同一級明紋(或暗紋),。叫等厚干涉,如劈尖干涉和牛頓環(huán). 塑料薄膜厚度怎么測量 膜厚儀總的來說,,白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣,、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。
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(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術(shù)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(qiáng)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(jìn)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(qiáng)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(dāng)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(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu),。
薄膜是指分子 ,、原子或者是離子在基底表面沉積形成的一種特殊的二維材料。近幾十年來,,隨著材料科學(xué)和鍍膜工藝的不斷發(fā)展,,厚度在納米量級(幾納米到幾百納米范圍內(nèi))薄膜的研究和應(yīng)用迅速增加。與體材料相比,,因為納米薄膜的尺寸很小,,使得表面積與體積的比值增加,表面效應(yīng)所表現(xiàn)出的性質(zhì)非常突出,,因而在光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)上有許多獨特的表現(xiàn),。納米薄膜應(yīng)用于傳統(tǒng)光學(xué)領(lǐng)域,在生產(chǎn)實踐中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用,,尤其是在光通訊,、光學(xué)測量,傳感,,微電子器件,,生物與醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域的應(yīng)用空間更為廣闊。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量,。
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,,k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,k=0,,1,2,3,4,,...(2)
當(dāng)膜的厚度e與波長A不可比擬時,,有下列情況出現(xiàn):(1)膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長^時,由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度.因而不能相遇,,故不能發(fā)生干涉…,,沒有明紋或暗紋出現(xiàn).(2)膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長^時,相干條件(1),,(2)式中e一0,,2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響,而膜厚e和入射角i實際上對光程差已沒有貢獻(xiàn).若半波損失∥存在,,就發(fā)生相消干涉,,反之,就發(fā)生相長干涉…,,故觀察到的要么全是明紋,,要么全是暗紋. 光路長度越長,,分辨率越高,,但同時也更容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響。品牌膜厚儀貨真價實
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析,。防水膜厚儀制造廠家
目前 ,,應(yīng)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。在Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu),,在該結(jié)構(gòu)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,。是常用的方法之一,。防水膜厚儀制造廠家