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)主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變成為對不同波長光譜的測量,。通過分析被測物體的光譜特性,,就能夠得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,,而且也減小了環(huán)境對它的影響,。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,。白干干涉光譜法是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,被分成兩束光,,這兩束光分別入射到參考鏡和被測物體,反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,,由色散元件分光至探測器,記錄頻域上的干涉信號,。此光譜信號包含了被測表面的信息,如果此時(shí)被測物體是薄膜,,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結(jié)合起來,,形成了一種精度高而且速度快的測量方法,。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的在線檢測和控制,。微米級膜厚儀供應(yīng)
白光干涉在零光程差處,出現(xiàn)零級干涉條紋,,隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移,,疊加的整體效果使條紋對比度下降。測量精度高,,可以實(shí)現(xiàn)測量,采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng),動態(tài)范圍大,,具有快速檢測和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,,但也有許多相似之處??梢哉f,白光干涉實(shí)際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時(shí)域上的相干疊加,,在頻域上觀察到的就是不同波長對應(yīng)的干涉光強(qiáng)變化曲線,。蘇州膜厚儀精度光路長度越長,儀器分辨率越高,,但也越容易受到干擾因素的影響,,需要采取降噪措施,。
根據(jù)以上分析可知 ,,白光干涉時(shí)域解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是: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,,光源的波長漂移以及外界環(huán)境對光纖的擾動等因素?zé)o關(guān);③測量精度與零級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干涉儀一端的反射鏡來進(jìn)行相位補(bǔ)償,,所以掃描裝置的分辨率將影響系統(tǒng)的精度,。采用這種解調(diào)方案的測量分辨率一般是幾個(gè)微米,,達(dá)到亞微米的分辨率,主要受機(jī)械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性限制,。文獻(xiàn)[46]所報(bào)道的位移掃描的分辨率可以達(dá)到0.54μm。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)用受到限制。
白光掃描干涉法采用白光為光源 ,,壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進(jìn)行掃描 ,干涉條紋掃過被測面,,通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示,。而對于薄膜的測量,,上下表面形貌,、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到,,但是由于薄膜上下表面的反射,會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式,,變得更復(fù)雜,。另外,,由于白光掃描法需要掃描過程,因此測量時(shí)間較長而且易受外界干擾,。基于圖像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法,,實(shí)現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離,,實(shí)現(xiàn)了薄膜厚度的測量??蓽y量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。
利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度 ,,但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足,,包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動,,要求在測量波段內(nèi)存在多個(gè)干涉極值點(diǎn),且干涉極值點(diǎn)足夠多,,精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的,,在沒有正確方法建立包絡(luò)線時(shí),,通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大,。包絡(luò)法對測量對象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,,會造成干涉條紋減少,干涉波峰個(gè)數(shù)較少,,要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難,且利用拋物線插值法擬合也很困難,,從而降低該方法的準(zhǔn)確度,。其次,薄膜吸收的強(qiáng)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度,,對于吸收較強(qiáng)的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線,,該方法就不再適用。因此,,包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析,。高速膜厚儀產(chǎn)品使用誤區(qū)
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制,;微米級膜厚儀供應(yīng)
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?yàn)榧{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(dú)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(shí)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,。微米級膜厚儀供應(yīng)