白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化,從而得到被測物體的信息。它是在單色光相移干涉術的基礎上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術利用光路使參考光和被測表面的反射光發(fā)生干涉,再使用相移的方法調(diào)制相位,利用干涉場中光強的變化計算出其每個數(shù)據(jù)點的初始相位,但是這樣得到的相位是位于(-π,+π]間,所以得到的是不連續(xù)的相位。因此,需要進行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位。再利用高度與相位的信息求出被測物體的表面形貌。單色光相移法具有測量速度快、測量分辨力高、對背景光強不敏感等優(yōu)點。但是,由于單色光干涉無法確定干涉條紋的零級位置。因此,在相位解包裹中無法得到相位差的周期數(shù),所以只能假定相位差不超過一個周期,相當于測試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長[27]。這就限制了其測量的范圍,使它只能測試連續(xù)結構或者光滑表面結構。白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉圖像的分析實現(xiàn)對薄膜的形貌變化的測量和分析。高性能膜厚儀操作方法
薄膜作為改善器件性能的重要途徑,被廣泛應用于現(xiàn)代光學、電子、醫(yī)療、能源、建材等技術領域。受薄膜制備工藝及生產(chǎn)環(huán)境影響,成品薄膜存在厚度分布不均、表面粗糙度大等問題,導致其光學及物理性能達不到設計要求,嚴重影響成品的性能及應用。隨著薄膜生產(chǎn)技術的迅速發(fā)展,準確測量和科學評價薄膜特性作為研究熱點,也引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。厚度作為關鍵指標直接影響薄膜工作特性,合理監(jiān)控薄膜厚度對于及時調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)、降低加工成本、提高生產(chǎn)效率及企業(yè)競爭力等具有重要作用和深遠意義。然而,對于市場份額占比大的微米級工業(yè)薄膜,除要求測量系統(tǒng)不僅具有百納米級的測量精度之外,還要求具備體積小、穩(wěn)定性好的特點,以適應工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的在線檢測需求。目前光學薄膜測厚方法仍無法兼顧高精度、輕小體積,以及合理的系統(tǒng)成本,而具備納米級測量分辨力的商用薄膜測厚儀器往往價格昂貴、體積較大,且無法響應工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測量需求?;谝陨戏治觯菊n題提出基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測量解決方案,研制小型化、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng),并提出無需標定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計算算法。研發(fā)的系統(tǒng)可以實現(xiàn)微米級工業(yè)薄膜的厚度測量。 高性能膜厚儀操作方法白光干涉膜厚測量技術可以應用于光學通信中的薄膜透過率測量。
針對靶丸自身獨特的特點及極端實驗條件需求,使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復雜。如何精確地測定靶丸的光學參數(shù),一直是激光聚變研究者非常關注的課題。由于光學測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)越性,靶丸參數(shù)測量通常采用光學測量方式。常用的光學參數(shù)測量手段很多,目前,常用于測量靶丸幾何參數(shù)或光學參數(shù)的測量方法有白光干涉法、光學顯微干涉法、激光差動共焦法等。靶丸殼層折射率是沖擊波分時調(diào)控實驗研究中的重要參數(shù),因此,精密測量靶丸殼層折射率十分有意義。而常用的折射率測量方法[13],如橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。
靶丸殼層折射率、厚度及其分布參數(shù)是激光慣性約束聚變(ICF)物理實驗中非常關鍵的參數(shù),精密測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布對ICF精密物理實驗研究具有非常重要的意義。由于靶丸尺寸微?。▉喓撩琢考墸?、結構特殊(球形結構)、測量精度要求高,如何實現(xiàn)靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數(shù)測量技術研究中重要的研究內(nèi)容。本論文針對靶丸殼層折射率及厚度分布的精密測量需求,開展了基于白光干涉技術的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術研究。白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉曲線的分析實現(xiàn)對薄膜的厚度測量。
干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學方法,是一種高精度的測量技術。采用光學干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結構簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強,使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)的干涉測量任務,都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律,來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達到測量目的。光學干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級,而利用外差干涉進行測量,其精度甚至可以達到10-3nm量級[11]。根據(jù)所使用光源的不同,干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高,但是不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量,只能測量輸出信號的變化量或者是連續(xù)信號的變化,即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量,是一種測量方式,在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應用。白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的各項光學參數(shù)進行聯(lián)合測量和分析。永州膜厚儀經(jīng)銷批發(fā)
白光干涉膜厚測量技術可以應用于半導體制造中的薄膜厚度控制。高性能膜厚儀操作方法
白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術測量的局限性。白光掃描干涉法采用白光作為光源,白光作為一種寬光譜的光源,相干長度較短,因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi)。而且在白光干涉時,有一個確切的零點位置。測量光和參考光的光程相等時,所有波段的光都會發(fā)生相長干涉,這時就能觀測到有一個很明亮的零級條紋,同時干涉信號也出現(xiàn)最大值,通過分析這個干涉信號,就能得到表面上對應數(shù)據(jù)點的相對高度,從而得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術是通過測量干涉條紋來完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此,為了提高精度,就需要更為復雜的光學系統(tǒng),這使得條紋的測量變成一項費力又費時的工作。高性能膜厚儀操作方法