對(duì)同一靶丸相同位置進(jìn)行白光垂直掃描干涉 ,,圖4-3是靶丸的垂直掃描干涉示意圖,,通過控制光學(xué)輪廓儀的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)干涉物鏡在垂直方向上的移動(dòng),從而測(cè)量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達(dá)基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差,顯然,,當(dāng)一束平行光穿過靶丸后,,偏離靶丸中心越遠(yuǎn)的光線,測(cè)量到的有效壁厚越大,,其光程差也越大,,但這并不表示靶丸殼層的厚度,當(dāng)垂直穿過靶丸中心的光線測(cè)得的光程差才對(duì)應(yīng)靶丸的上,、下殼層的厚度,。當(dāng)光路長(zhǎng)度增加,儀器的分辨率越高,,也越容易受到靜態(tài)振動(dòng)等干擾因素的影響,,需采取一些減小噪聲的措施。測(cè)量膜厚儀的用途和特點(diǎn)
開展白光干涉理論分析 ,,在此基礎(chǔ)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,,完成了應(yīng)用于靶丸殼層折射率和厚度分布測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)及搭建。該實(shí)驗(yàn)裝置主要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、氣浮隔震平臺(tái)等幾部分組成,,可實(shí)現(xiàn)靶丸的負(fù)壓吸附,、靶丸位置的精密調(diào)整以及靶丸360°范圍的旋轉(zhuǎn)及特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測(cè)量?;诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理,建立了二者聯(lián)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)量光線通過靶丸殼層后的光程增量,,二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)。蘇州膜厚儀白光干涉膜厚儀是一種可用于測(cè)量薄膜厚度的儀器,,適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測(cè)量,。
在白光反射光譜探測(cè)模塊中,入射光經(jīng)過分光鏡1分光后 ,,一部分光通過物鏡聚焦到靶丸表面 ,,靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)過物鏡,、分光鏡1,、聚焦透鏡、分光鏡2后,,一部分光聚焦到光纖端面并到達(dá)光譜儀探測(cè)器,,可實(shí)現(xiàn)靶丸殼層白光干涉光譜的測(cè)量,一部分光到達(dá)CCD探測(cè)器,可獲得靶丸表面的光學(xué)圖像,。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運(yùn)動(dòng)模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉(zhuǎn)位以及靶丸位置的輔助調(diào)整,,測(cè)量過程中,將靶丸放置于軸系吸嘴前端,,通過微型真空泵負(fù)壓吸附于吸嘴上,;然后,移動(dòng)位移平臺(tái),,將靶丸移動(dòng)至CCD視場(chǎng)中心,,通過Z向位移臺(tái),使靶丸表面成像清晰,;利用光譜儀探測(cè)靶丸殼層的白光反射光譜,;靶丸在軸系的帶動(dòng)下,平穩(wěn)轉(zhuǎn)位到特定角度,,由于軸系的回轉(zhuǎn)誤差,,轉(zhuǎn)位后靶丸可能偏移CCD視場(chǎng)中心,此時(shí)可通過調(diào)整軸系前端的調(diào)心結(jié)構(gòu),,使靶丸定點(diǎn)位于視場(chǎng)中心并采集其白光反射光譜,;重復(fù)以上步驟,可實(shí)現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測(cè)量,。為減少外界干擾和震動(dòng)而引起的測(cè)量誤差,,該裝置放置于氣浮平臺(tái)上,通過高性能的隔振效果可保證測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性,。
基于表面等離子體共振傳感的測(cè)量方案 ,,利用共振曲線的三個(gè)特征參量—共振角、半高寬和反射率小值,,通過反演計(jì)算得到待測(cè)金屬薄膜的厚度,。該測(cè)量方案可同時(shí)得到金屬薄膜的介電常數(shù)和厚度,操作方法簡(jiǎn)單,。我們利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),,測(cè)得金膜在入射光波長(zhǎng)分別為632.8nm和652.1nm時(shí)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(qiáng)度測(cè)量方案,,測(cè)量精度受環(huán)境影響較大,且測(cè)量結(jié)果存在多值性的問題,,所以我們進(jìn)一步對(duì)偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析,,根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實(shí)現(xiàn)厚度測(cè)量。Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度是影響儀器精度的重要因素,。
薄膜作為重要元件 ,,通常使用金屬,、合金、化合物,、聚合物等作為其主要基材,,品類涵蓋光學(xué)膜、電隔膜,、阻隔膜,、保護(hù)膜、裝飾膜等多種功能性薄膜,,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代光學(xué),、電子、醫(yī)療,、能源,、建材等技術(shù)領(lǐng)域。常用薄膜的厚度范圍從納米級(jí)到微米級(jí)不等,。納米和亞微米級(jí)薄膜主要是基于干涉效應(yīng)調(diào)制的光學(xué)薄膜,,包括各種增透增反膜、偏振膜,、干涉濾光片和分光膜等,。部分薄膜經(jīng)特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕,、耐磨損等特性,,對(duì)通訊、顯示,、存儲(chǔ)等領(lǐng)域內(nèi)光學(xué)儀器的質(zhì)量起決定性作用[1-3],,如平面顯示器使用的ITO鍍膜,太陽能電池表面的SiO2減反射膜等,。微米級(jí)以上的薄膜以工農(nóng)業(yè)薄膜為主,,多使用聚酯材料,具有易改性,、可回收,、適用范圍廣等特點(diǎn)。例如6微米厚度以下的電容器膜,,20微米厚度以下的大部分包裝印刷用薄膜,25~38微米厚的建筑玻璃貼膜及汽車貼膜,,以及厚度為25~65微米的防偽標(biāo)牌及拉線膠帶等,。微米級(jí)薄膜利用其良好的延展、密封,、絕緣特性,,遍及食品包裝,、表面保護(hù)、磁帶基材,、感光儲(chǔ)能等應(yīng)用市場(chǎng),,加工速度快,市場(chǎng)占比高,。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn),。防水膜厚儀源頭直供廠家
光路長(zhǎng)度越長(zhǎng),分辨率越高,,但同時(shí)也更容易受到靜態(tài)振動(dòng)等干擾因素的影響,。測(cè)量膜厚儀的用途和特點(diǎn)
白光干涉頻域解調(diào)顧名思義是在頻域分析解調(diào)信號(hào) ,測(cè)量裝置與時(shí)域解調(diào)裝置幾乎相同,,只需把光強(qiáng)測(cè)量裝置換為光譜儀或者是CCD ,,接收到的信號(hào)是光強(qiáng)隨著光波長(zhǎng)的分布。由于時(shí)域解調(diào)中接收到的信號(hào)是一定范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)的光強(qiáng)疊加,,因此將頻譜信號(hào)中各個(gè)波長(zhǎng)的光強(qiáng)疊加,,即可得到與它對(duì)應(yīng)的時(shí)域接收信號(hào)。由此可見,,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時(shí)域白光干涉條紋的所有信息,,還包含了時(shí)域干涉條紋中沒有的波長(zhǎng)信息。在頻域干涉中,,當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長(zhǎng)度時(shí),,仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用,,能夠?qū)捵V光變成窄帶光譜,,從而增加了光譜的相干長(zhǎng)度。這一解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中沒有使用機(jī)械掃描部件,,從而在測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高,。常見的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測(cè)法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等,。測(cè)量膜厚儀的用途和特點(diǎn)