白光干涉法和激光光源相比具有短相干長度的特點,使得兩束光只有在光程差非常小的情況下才能發(fā)生干涉,因此不會產(chǎn)生干擾條紋。同時,白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置,避免了干涉級次不確定的問題。本文基于白光干涉原理對單層透明薄膜厚度測量進行了研究,特別是對厚度小于光源相干長度的薄膜進行了探究。文章首先詳細(xì)闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理,然后在金相顯微鏡的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種型垂直白光掃描系統(tǒng),作為實驗中測試薄膜厚度的儀器,并利用白光干涉原理對位移量進行了標(biāo)定。 白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。品牌膜厚儀招商加盟
白光干涉在零光程差處 ,出現(xiàn)零級干涉條紋,隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移,疊加的整體效果使條紋對比度下降。測量精度高,可以實現(xiàn)測量,采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)的抗干擾能力強,動態(tài)范圍大,具有快速檢測和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,但也有很多的共同之處??梢哉f,白光干涉實際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,在頻域上觀察到的就是不同波長對應(yīng)的干涉光強變化曲線。本地膜厚儀工廠隨著技術(shù)的進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展;
對同一靶丸的相同位置進行白光垂直掃描干涉實驗,如圖4-3所示。通過控制光學(xué)輪廓儀的運動機構(gòu)帶動干涉物鏡在垂直方向上移動,測量光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底后直接反射回參考鏡的光線之間的光程差。顯然,越偏離靶丸中心的光線測得的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度。只有當(dāng)垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應(yīng)于靶丸的上、下殼層的厚度。因此,在進行白光垂直掃描干涉實驗時,需要選擇穿過靶丸中心的光線位置進行測量,這樣才能準(zhǔn)確地測量靶丸殼層的厚度。此外,通過控制干涉物鏡在垂直方向上移動,可以測量出不同位置的厚度值,從而得到靶丸殼層厚度的空間分布情況。
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。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)。
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來 ,人們在理論和實驗上展開了討論和研究。結(jié)果表明,動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。在論文中,我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,可以用于當(dāng)光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個干涉峰時的信號解調(diào),實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度的時候,仍然可以觀察到干涉條紋。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長度都是無限的。當(dāng)我們使用光譜儀來接收干涉光譜時,由于光譜儀光柵的分光作用,將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,從而使相干長度發(fā)生變化。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對不同材料的薄膜進行測量;品牌膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)
總結(jié),白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。品牌膜厚儀招商加盟
光學(xué)測厚方法結(jié)合了光學(xué)、機械、電子和計算機圖像處理技術(shù),以光波長為測量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級的測量精度。由于光學(xué)測厚是非接觸式的測量方法,因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。針對薄膜厚度的光學(xué)測量方法,可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光學(xué)原理分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法各有優(yōu)缺點和適用范圍。因此,有一些研究采用了多通道式復(fù)合測量法,結(jié)合多種測量方法,例如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法,彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等。品牌膜厚儀招商加盟