利用包絡(luò)線法計算薄膜的光學(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)存在多個干涉極值點,,且干涉極值點足夠多,精度才高,。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點建立的,,在沒有正確方法建立包絡(luò)線時,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,,干涉波峰個數(shù)較少,要利用干涉極值點建立包絡(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確度。其次,,薄膜吸收的強弱也會影響該方法的準確度,,對于吸收較強的薄膜,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)可以對薄膜的厚度、反射率,、折射率等光學(xué)參數(shù)進行測量,。高精度膜厚儀市場價格
由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對系統(tǒng)的測量量程和精度的需求不盡相同,因而多種測量方法各有優(yōu)缺,難以一概而論,。將上述各測量特點總結(jié)如表1-1所示,,按照薄膜厚度的增加,適用的測量方式分別為橢圓偏振法,、分光光度法,、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜,,白光干涉輪廓儀的測量精度較低,,分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200 nm的薄膜,,由于透過率曲線缺少峰谷值,,橢圓偏振法結(jié)果更加可靠?;诎坠飧缮嬖淼墓鈱W(xué)薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜,,通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣,得到待測薄膜厚度,。本章在詳細研究白光干涉測量技術(shù)的常用解調(diào)方案,、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上,分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測量的結(jié)論,。在此基礎(chǔ)上,,我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調(diào)技術(shù)。國產(chǎn)膜厚儀主要功能與優(yōu)勢操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗,,需要進行充分的培訓(xùn)和實踐,。
由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對系統(tǒng)的測量量程和精度的需求不相同,因而多種測量方法各有優(yōu)缺,,難以一概而論,。將各測量特點總結(jié)所示,按照薄膜厚度的增加,,適用的測量方式分別為橢圓偏振法,、分光光度法、共聚焦法和干涉法,。對于小于1μm的較薄薄膜,,白光干涉輪廓儀的測量精度較低,分光光度法和橢圓偏振法較適合,。而對于小于200nm的薄膜,由于透過率曲線缺少峰谷值,,橢圓偏振法結(jié)果更加可靠,。基于白光干涉原理的光學(xué)薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜,通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣,,得到待測薄膜厚度,。本章在詳細研究白光干涉測量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上,,分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測量的結(jié)論,。在此基礎(chǔ)上,我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調(diào)技術(shù),。
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(jié)構(gòu)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(jié)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。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,。
傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號解調(diào)方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,,用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào),。因此,該解調(diào)方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,,進而得到待測物理量的信息,。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點是解調(diào)速度較快,受干擾信號的影響較小,。但是其測量精度較低,。根據(jù)數(shù)字信號處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長范圍為λ1,λ2,,則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1),,所以此方法主要應(yīng)用于對解調(diào)精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進,。該方法總結(jié)起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換,,然后濾波,、提取主頻信號后進行逆傅里葉變換,然后做對數(shù)運算,,并取其虛部做相位反包裹運算,,由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高,。通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度,,利用膜層與底材的反射率和相位差來實現(xiàn)測量。國產(chǎn)膜厚儀主要功能與優(yōu)勢
增加光路長度可以提高儀器分辨率,,但同時也會更容易受到振動等干擾,,需要采取降噪措施。高精度膜厚儀市場價格
光具有相互疊加的特性,,發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動加強,,而在另一些地方振動減弱,并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化,。干涉測量需要滿足三個相干條件:頻率一致,、振動方向一致、相位差穩(wěn)定一致,。與激光光源相比,,白光光源的相干長度較短,通常在幾微米到幾十微米內(nèi),。白光干涉的條紋有一個固定的位置,,對應(yīng)于光程差為零的平衡位置,并在該位置白光輸出光強度具有最大值,。通過探測光強最大值,,可以實現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。白光垂直掃描干涉,、白光反射光譜等技術(shù),,具有抗干擾能力強、穩(wěn)定性好,、動態(tài)范圍大,、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點,,并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測量和薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域,。高精度膜厚儀市場價格