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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)下的折射率。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的在線檢測(cè)和控制。延慶區(qū)膜厚儀廠家供應(yīng)
自上世紀(jì)60年代起,利用X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測(cè)厚系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于西方先進(jìn)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)線中。20世紀(jì)70年代后,為滿足日益增長(zhǎng)的質(zhì)檢需求,電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測(cè)量技術(shù)相繼問世。90年代中期,隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學(xué)檢測(cè)技術(shù)以高精度、低成本、輕便環(huán)保、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,迅速占領(lǐng)日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng),并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個(gè)性化定制產(chǎn)品的能力。其中,對(duì)于市場(chǎng)份額占比較大的微米級(jí)薄膜,除要求測(cè)量系統(tǒng)不僅具有百納米級(jí)的測(cè)量準(zhǔn)確度及分辨力以外,還要求測(cè)量系統(tǒng)在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)下,具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 阜陽常用膜厚儀白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
白光干涉的相干原理早在1975年就已經(jīng)被提出,隨后于1976年在光纖通信領(lǐng)域中獲得了實(shí)現(xiàn)。1983年,BrianCulshaw的研究小組報(bào)道了白光干涉技術(shù)在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨后在1984年,報(bào)道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。該研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以被用于測(cè)量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量。此后的幾年間,白光干涉應(yīng)用于溫度、壓力等的研究相繼被報(bào)道。自上世紀(jì)九十年代以來,白光干涉技術(shù)快速發(fā)展,提供了實(shí)現(xiàn)測(cè)量的更多的解決方案。近幾年以來,由于傳感器設(shè)計(jì)與研制的進(jìn)步,信號(hào)處理新方案的提出,以及傳感器的多路復(fù)用[39]等技術(shù)的發(fā)展,使得白光干涉測(cè)量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。
根據(jù)以上分析可知,白光干涉時(shí)域解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是:①能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量;②抗干擾能力強(qiáng),系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動(dòng),光源的波長(zhǎng)漂移以及外界環(huán)境對(duì)光纖的擾動(dòng)等因素?zé)o關(guān);③測(cè)量精度與零級(jí)干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān);④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低。但是,時(shí)域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動(dòng)干涉儀一端的反射鏡來進(jìn)行相位補(bǔ)償,所以掃描裝置的分辨率將影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測(cè)量分辨率一般是幾個(gè)微米,達(dá)到亞微米的分辨率,主要受機(jī)械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性限制。文獻(xiàn)[46]所報(bào)道的位移掃描的分辨率可以達(dá)到0.54μm。當(dāng)所測(cè)光程差較小時(shí),F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近,難以區(qū)分,此時(shí)時(shí)域解調(diào)方案的應(yīng)用受到限制。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用涵蓋了材料科學(xué)、光學(xué)制造、電子工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。
論文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象,研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測(cè)量的可行性。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。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的特點(diǎn),選擇采用白光干涉的測(cè)量方法;而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù),且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應(yīng),因而可借助基于表面等離子體共振的測(cè)量方法;為了進(jìn)一步改善測(cè)量的精度,論文還研究了外差干涉測(cè)量法,通過引入高精度的相位解調(diào)手段,檢測(cè)P光與S光之間的相位差提升厚度測(cè)量的精度。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)涂層中的薄膜反射率測(cè)量。吉安膜厚儀價(jià)格走勢(shì)
該技術(shù)可以通過測(cè)量干涉曲線來計(jì)算薄膜的厚度。延慶區(qū)膜厚儀廠家供應(yīng)
常用白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理示意圖,入射的白光光束通過半反半透鏡進(jìn)入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個(gè)部分入射到固定的參考鏡,一部分入射到樣品表面,當(dāng)參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚發(fā)生干涉,干涉光通過透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測(cè)整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭或樣品臺(tái)Z向掃描,可獲得一系列的干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)隨光程差變化曲線,可得該點(diǎn)的Z向相對(duì)位移;然后,由CCD圖像中每個(gè)像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置獲得被測(cè)樣品表面的三維形貌。延慶區(qū)膜厚儀廠家供應(yīng)