自上世紀(jì)60年代開始,西方的工業(yè)生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用基于X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測厚系統(tǒng)。隨著質(zhì)檢需求的不斷增長,20世紀(jì)70年代后,電渦流、超聲波、電磁電容、晶體振蕩等多種膜厚測量技術(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)的出現(xiàn),光學(xué)檢測技術(shù)也不斷更新迭代,以橢圓偏振法和光度法為主導(dǎo)的高精度、低成本、輕便、高速穩(wěn)固的光學(xué)檢測技術(shù)迅速占領(lǐng)日用電器和工業(yè)生產(chǎn)市場,并發(fā)展出了個性化定制產(chǎn)品的能力。對于市場占比較大的微米級薄膜,除了要求測量系統(tǒng)具有百納米級的測量準(zhǔn)確度和分辨率之外,還需要在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場下具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。防水膜厚儀找哪家
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向,此項技術(shù)主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變成為對不同波長光譜的測量。通過分析被測物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,而且也減小了環(huán)境對它的影響。此項技術(shù)能夠測量距離、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物體,反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測器,記錄頻域上的干涉信號。此光譜信號包含了被測表面的信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高而且速度快的測量方法。納米級膜厚儀制造廠家白光干涉膜厚儀需要進(jìn)行校準(zhǔn),并選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品。
通過基于表面等離子體共振傳感的測量方案,結(jié)合共振曲線的三個特征參數(shù),即共振角、半高寬和反射率小值,反演計算可以精確地得到待測金屬薄膜的厚度和介電常數(shù)。該方案操作簡單,利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實驗系統(tǒng)即可得到共振曲線,從而得到金膜的厚度。由于該方案為一種強度測量方案,受環(huán)境影響較大,測量結(jié)果存在多值性問題,因此研究人員進(jìn)一步對偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析,從P光和S光之間相位差的變化來實現(xiàn)厚度測量。
本文研究的鍺膜厚度約為300nm,導(dǎo)致白光干涉輸出的光譜只有一個干涉峰,無法采用常規(guī)的基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案,如峰峰值法等。為此,研究人員提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設(shè)計制作了膜厚測量系統(tǒng)。經(jīng)實驗證明,峰值波長和溫度變化之間存在很好的線性關(guān)系。利用該方案,研究人員成功測量了實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長漂移。該論文通過對納米級薄膜厚度測量方案的研究,實現(xiàn)了對鍺膜和金膜厚度的測量,并主要創(chuàng)新點在于提出了基于白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案,并將其應(yīng)用于極短光程差的測量。總之,白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器。
在納米量級薄膜的各項相關(guān)參數(shù)中,薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計和制備過程中的重要參數(shù),是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一,它對于薄膜的力學(xué)、光學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng),使得對其厚度的準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究,新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn),測量方法實現(xiàn)了從手動到自動,有損到無損測量。由于待測薄膜材料的性質(zhì)不同,其適用的厚度測量方案也不盡相同。對于厚度在納米量級的薄膜,利用光學(xué)原理的測量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法,光學(xué)測量方法因為具有精度高,速度快,無損測量等優(yōu)勢而成為主要的檢測手段。其中具有代表性的測量方法有干涉法,光譜法,橢圓偏振法,棱鏡耦合法等。操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗的培訓(xùn)和實踐。小型膜厚儀生產(chǎn)商
總的來說,白光干涉膜厚儀是一種在薄膜厚度測量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的儀器。防水膜厚儀找哪家
薄膜在現(xiàn)代光學(xué)、電子、醫(yī)療、能源和建材等技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,可以提高器件性能。但是由于薄膜制備工藝和生產(chǎn)環(huán)境等因素的影響,成品薄膜存在厚度分布不均和表面粗糙度大等問題,導(dǎo)致其光學(xué)和物理性能無法達(dá)到設(shè)計要求,嚴(yán)重影響其性能和應(yīng)用。因此,需要開發(fā)出精度高、體積小、穩(wěn)定性好的測量系統(tǒng)以滿足微米級工業(yè)薄膜的在線檢測需求。當(dāng)前的光學(xué)薄膜測厚方法無法同時兼顧高精度、輕小體積和合理的成本,而具有納米級測量分辨率的商用薄膜測厚儀器價格昂貴、體積大,無法滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測量需求。因此,提出了一種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,研發(fā)了小型化、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng),并提出了一種無需標(biāo)定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計算算法。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)微米級工業(yè)薄膜的厚度測量。防水膜厚儀找哪家