通過(guò)白光干涉理論分析,,詳細(xì)介紹了白光垂直掃描干涉技術(shù)和白光反射光譜技術(shù)的基本原理,,并完成了應(yīng)用于測(cè)量靶丸殼層折射率和厚度分布實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和搭建。該實(shí)驗(yàn)裝置由白光反射光譜探測(cè)模塊,、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊,、三維運(yùn)動(dòng)模塊和氣浮隔震平臺(tái)等組成,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)靶丸的負(fù)壓吸附,、靶丸位置的精密調(diào)整以及360°范圍的旋轉(zhuǎn)和特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測(cè)量,。基于白光垂直掃描干涉和白光反射光譜的基本原理,,提出了一種聯(lián)合使用的靶丸殼層折射率測(cè)量方法,。該方法利用白光反射光譜測(cè)量靶丸殼層光學(xué)厚度,利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測(cè)量光線通過(guò)靶丸殼層后的光程增量,,從而可以計(jì)算得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù),。光路長(zhǎng)度越長(zhǎng),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。蘇州膜厚儀使用方法
該文主要研究了以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象,,實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測(cè)量的可行性,,主要涉及三種方法,分別是白光干涉法,、表面等離子體共振法和外差干涉法。由于不同材料薄膜的特性不同,,所適用的測(cè)量方法也不同,。對(duì)于折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導(dǎo)體鍺膜,,選擇采用白光干涉的測(cè)量方法,;而對(duì)于厚度更薄的金膜,其折射率為復(fù)數(shù),,且能夠激發(fā)表面等離子體效應(yīng),,因此采用基于表面等離子體共振的測(cè)量方法。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度,,論文還研究了外差干涉測(cè)量法,,通過(guò)引入高精度的相位解調(diào)手段并檢測(cè)P光和S光之間的相位差來(lái)提高厚度測(cè)量的精度。測(cè)量膜厚儀經(jīng)銷(xiāo)批發(fā)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,,白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進(jìn)一步提高,。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)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(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量,。通過(guò)分析被測(cè)物體的光譜特性,,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)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(guò)程,,因此提高了測(cè)量效率,,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離,、位移,、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白光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(guò)分光棱鏡,被分成兩束光,,這兩束光分別入射到參考面和被測(cè)物體,,反射回來(lái)后經(jīng)過(guò)分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測(cè)器,,記錄頻域上的干涉信號(hào),。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中,。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái),形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法,。
本文主要研究了如何采用白光干涉法,、表面等離子體共振法和外差干涉法來(lái)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度的準(zhǔn)確測(cè)量,研究對(duì)象為半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料,。由于不同材料薄膜的特性差異,,所適用的測(cè)量方法也會(huì)有所不同。對(duì)于折射率高,,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導(dǎo)體鍺膜,,采用白光干涉的測(cè)量方法;而對(duì)于厚度更薄的金膜,,由于其折射率為復(fù)數(shù),,且具有表面等離子體效應(yīng),所以采用基于表面等離子體共振的測(cè)量方法會(huì)更合適,。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度,,本文還研究了外差干涉測(cè)量法,通過(guò)引入高精度的相位解調(diào)手段來(lái)檢測(cè)P光與S光之間的相位差,,以提高厚度測(cè)量的精度,。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對(duì)于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。
傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號(hào)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(guò)傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,,進(jìn)而得到待測(cè)物理量的信息,。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是解調(diào)速度較快,受干擾信號(hào)的影響較小,。但是其測(cè)量精度較低,。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長(zhǎng)范圍為[]λ1,λ2,,則所測(cè)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(duì)解調(diào)精度要求不高的場(chǎng)合。傅里葉變換白光干涉法是對(duì)傅里葉變換法的改進(jìn),。該方法總結(jié)起來(lái)就是對(duì)采集到的光譜信號(hào)做傅里葉變換,,然后濾波、提取主頻信號(hào)后進(jìn)行逆傅里葉變換,,然后做對(duì)數(shù)運(yùn)算,,并取其虛部做相位反包裹運(yùn)算,由獲得的相位得到干涉儀的光程差,。該方法經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其測(cè)量精度比傅里葉變換高,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的快速測(cè)量和分析。國(guó)產(chǎn)膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)
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,。蘇州膜厚儀使用方法
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(lái),,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(jí)(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(lái)越廣泛的應(yīng)用,尤其是在光通訊,、光學(xué)測(cè)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,。蘇州膜厚儀使用方法