干涉法作為面掃描方式可以一次性對(duì)薄膜局域內(nèi)的厚度進(jìn)行解算,適用于對(duì)面型整體形貌特征要求較高的測(cè)量對(duì)象。干涉法算法在于相位信息的提取,借助多種復(fù)合算法通??梢赃_(dá)到納米級(jí)的測(cè)量準(zhǔn)確度。然而主動(dòng)干涉法對(duì)條紋穩(wěn)定性不佳,光學(xué)元件表面的不清潔、光照度不均勻、光源不穩(wěn)定、外界氣流震動(dòng)干擾等因素均可能影響干涉圖的完整性[39],使干涉圖樣中包含噪聲和部分區(qū)域的陰影,給后期處理帶來困難。除此之外,干涉法系統(tǒng)精度的來源——精密移動(dòng)及定位部件也增加了系統(tǒng)的成本,高精度的干涉儀往往較為昂貴。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。福建膜厚儀找哪家
為了分析白光反射光譜的測(cè)量范圍,開展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測(cè)量曲線,如圖所示,對(duì)于殼層厚度30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集、干涉級(jí)次數(shù)值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱。隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)各干涉譜峰波長的測(cè)量。為實(shí)現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,需采用紅外的寬譜光源和光譜探測(cè)器。對(duì)于殼層厚度為μm的靶丸,測(cè)量的波峰相對(duì)較少,容易實(shí)現(xiàn)靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長的準(zhǔn)確測(cè)量;隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步減小,兩干涉信號(hào)之間的光程差差異非常小,以至于他們的光譜信號(hào)中只有一個(gè)干涉波峰,基于峰值探測(cè)的白光反射光譜方法難以實(shí)現(xiàn)其厚度的測(cè)量;為實(shí)現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,可采用紫外的寬譜光源和光譜探測(cè)器提升其探測(cè)厚度下限。 北京膜厚儀答疑解惑白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)量。
確定靶丸折射率及厚度的算法,由于干涉光譜信號(hào)與膜的光參量直接相關(guān),這里主要考慮光譜分析的方法根據(jù)測(cè)量膜的反射或透射光譜進(jìn)行分析計(jì)算,可獲得膜的厚度、折射率等參數(shù)。根據(jù)光譜信號(hào)分析計(jì)算膜折射率及厚度的方法主要有極值法和包絡(luò)法、全光譜擬合法。極值法測(cè)量膜厚度主要是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計(jì)算,對(duì)于弱色散介質(zhì),折射率為恒定值,根據(jù)兩個(gè)或兩個(gè)以上的極大值點(diǎn)的位置,求得膜的光學(xué)厚度,若已知膜折射率即可求解膜的厚度;對(duì)于強(qiáng)色散介質(zhì),首先利用極值點(diǎn)求出膜厚度的初始值。薄膜厚度是一恒定不變值,可根據(jù)極大值點(diǎn)位置的光學(xué)厚度關(guān)系式獲得入射波長和折射率的對(duì)應(yīng)關(guān)系,再依據(jù)薄膜材質(zhì)的色散特性,引入合適的色散模型,常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型、Lorenz模型等,利用折射率與入射波長的關(guān)系式,通過二乘法擬合得到色散模型的系數(shù),即可解得任意入射波長下的折射率。
為限度提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率,期望靶丸所有幾何參數(shù)、物性參數(shù)均為理想球?qū)ΨQ狀態(tài)。因此,需要對(duì)靶丸殼層厚度分布進(jìn)行精密的檢測(cè)。靶丸殼層厚度常用的測(cè)量手法有X射線顯微輻照法、激光差動(dòng)共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個(gè)方法的特點(diǎn)與不足,以及各種測(cè)量方法的應(yīng)用領(lǐng)域。白光干涉法[30]是以白光作為光源,寬光譜的白光準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡分成兩束光,一束光入射到參考鏡。一束光入射到待測(cè)樣品。由計(jì)算機(jī)控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進(jìn)行掃描,當(dāng)兩路之間的光程差為零時(shí),在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束,一束光通過光纖傳輸,并由光譜儀收集,另一束則被傳遞到CCD相機(jī),用于樣品觀測(cè)。利用光譜分析算法對(duì)干涉信號(hào)圖進(jìn)行分析得到薄膜的厚度。該方法能應(yīng)用靶丸殼層壁厚的測(cè)量,但是該測(cè)量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率,同時(shí),該方法也難以實(shí)現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測(cè)量。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度的在線檢測(cè)和自動(dòng)控制。
針對(duì)微米級(jí)工業(yè)薄膜厚度測(cè)量,研究了基于寬光譜干涉的反射式法測(cè)量方法。根據(jù)薄膜干涉及光譜共聚焦原理,綜合考慮成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求,研制了滿足工業(yè)應(yīng)用的小型薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,結(jié)合經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法,能有效利用全光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確提取相位變化,對(duì)由環(huán)境噪聲帶來的假頻干擾,具有很好的抗干擾性。通過對(duì)PVC標(biāo)準(zhǔn)厚度片,PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明測(cè)厚系統(tǒng)具有1~75μm厚度的測(cè)量量程,μm.的測(cè)量不確定度。由于無需對(duì)焦,可在10ms內(nèi)完成單次測(cè)量,滿足工業(yè)級(jí)測(cè)量高效便捷的應(yīng)用要求。 白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。北京膜厚儀制作廠家
白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的三維成像和分析。福建膜厚儀找哪家
在激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ),因此如何對(duì)靶丸多個(gè)參數(shù)進(jìn)行同步、高精度、無損的綜合檢測(cè)是激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測(cè)量方法各有利弊,但針對(duì)本文實(shí)驗(yàn),仍然無法滿足激光核聚變技術(shù)對(duì)靶丸參數(shù)測(cè)量的高要求,靶丸參數(shù)測(cè)量存在以下問題:不能對(duì)靶丸進(jìn)行破壞性切割測(cè)量,否則,被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實(shí)驗(yàn);需要同時(shí)測(cè)得靶丸的多個(gè)參數(shù),不同參數(shù)的單獨(dú)測(cè)量,無法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),曲面應(yīng)力大、難展平的特點(diǎn)導(dǎo)致靶丸與基底不能完全貼合,在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結(jié)構(gòu)福建膜厚儀找哪家