本章介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯(lián)用的靶丸殼層折射率測量方法,。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度,利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,,結(jié)合起來即可得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù),。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面,為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點(diǎn)判讀可能存在干涉級次誤差的問題,,提出了利用MATLAB曲線擬合確定極值點(diǎn)波長以及根據(jù)干涉級次連續(xù)性進(jìn)行干涉級次判斷的數(shù)據(jù)處理方法,。通過應(yīng)用碳?xì)?CH)薄膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明該方法具有較高的測量精度和可靠性,。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量,;微米級膜厚儀推薦
采用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時(shí) ,被測光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率,。我們只需獲得相鄰的兩干涉峰值處的波長信息即可得出光程差,,不必關(guān)心此波長處的光強(qiáng)大小,從而降低數(shù)據(jù)處理的難度,。也可以利用多組相鄰的干涉光譜極值對應(yīng)的波長來分別求出光程差,,然后再求平均值作為測量光程差,,這樣可以提高該方法的測量精度。但是,,峰峰值法存在著一些缺點(diǎn):當(dāng)使用寬帶光源作為輸入光源時(shí),,接收光譜中不可避免地疊加有與光源同分布的背景光,從而引起峰值處波長的改變,,引入測量誤差,。同時(shí),當(dāng)兩干涉信號之間的光程差很小,,導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰的時(shí)候,,此法便不再適用。微米級膜厚儀供應(yīng)鏈它可以用不同的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,,比如建立數(shù)據(jù)庫,、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。
白光干涉測量技術(shù),,也被稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù) ,,使用的是低相干的寬譜光源,例如超輻射發(fā)光二極管,、發(fā)光二極管等,。同所有的光學(xué)干涉原理一樣,白光干涉同樣是通過觀察干涉圖樣的變化來分析干涉光程差的變化,,進(jìn)而通過各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對待測物理量的測量,。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是由于白光光源的相干長度很小(一般為幾微米到幾十微米之間),,所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值,,即中心條紋,與零光程差的位置對應(yīng),。中心零級干涉條紋的存在使測量有了一個(gè)可靠的位置的參考值,,從而只用一個(gè)干涉儀即可實(shí)現(xiàn)對被測物理量的測量,克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實(shí)現(xiàn)測量的缺點(diǎn),。同時(shí),,相比于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有對環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng),、測量的動態(tài)范圍大,、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。目前,,經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展,,白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力,、溫度,、應(yīng)變,、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個(gè)重要方向,。此項(xiàng)技術(shù)通過使用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ煌ㄩL光譜的測量,,分析被測物體的光譜特性,得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息,。與白光掃描干涉術(shù)相比,,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,,并減小了環(huán)境對其影響,。此項(xiàng)技術(shù)能夠測量距離、位移,、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等,。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,,經(jīng)過分光棱鏡折射為兩束光,。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測物體入射,反射后再次匯聚合成,,并由色散元件分光至探測器,記錄頻域干涉信號,。這個(gè)光譜信號包含了被測表面信息,,如果此時(shí)被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在光譜信號當(dāng)中,。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測量的速度結(jié)合起來,,形成了一種精度高且速度快的測量方法。白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實(shí)驗(yàn)方法和算法進(jìn)行改進(jìn) ,。
光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測量方法,,分為反射法和透射法兩種類型。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會引起多光束干涉效應(yīng),,不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,,并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度一一對應(yīng)。因此,,可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學(xué)參數(shù),。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測量多個(gè)參數(shù),并能有效地排除解的多值性,,測量范圍廣,,是一種無損測量技術(shù)。其缺點(diǎn)是對樣品薄膜表面條件的依賴性強(qiáng),,測量穩(wěn)定性較差,,因此測量精度不高,,對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,,這種方法主要用于有機(jī)薄膜的厚度測量,。白光干涉膜厚儀是一種可用于測量薄膜厚度的儀器,適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量,。微米級膜厚儀推薦
該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn),,操作前需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。微米級膜厚儀推薦
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,。微米級膜厚儀推薦