白光干涉时域解调方案需要借助机械扫描部件带动干涉仪的反射镜移动,补偿光程差,实现对信号的解调[44-45]。系统基本结构如图2-1所示。光纤白光干涉仪的两输出臂分别作为参考臂和测量臂,作用是将待测的物理量转换为干涉仪两臂的光程差变化。测量臂因待测物理量而增加了一个未知的光程,参考臂则通过移动反射镜来实现对测量臂引入的光程差的补偿。当干涉仪两臂光程差ΔL=0时,即两干涉光束为等光程的时候,出现干涉极大值,可以观察到中心零级干涉条纹,而这一现象与外界的干扰因素无关,因而可据此得到待测物理量的值。干扰输出信号强度的因素包括:入射光功率、光纤的传输损耗、各端面的反射等。外界环境的扰动会影响输出信号的强度,但是对零级干涉条纹的位置不会产生影响。白光干涉膜厚测量技术可以实现对薄膜内部结构的测量。推荐膜厚仪成本价
白光干涉光谱分析是目前白光干涉测量的一个重要方向,此项技术主要是利用光谱仪将对条纹的测量转变成为对不同波长光谱的测量。通过分析被测物体的光谱特性,就能够得到相应的长度信息和形貌信息。相比于白光扫描干涉术,它不需要大量的扫描过程,因此提高了测量效率,而且也减小了环境对它的影响。此项技术能够测量距离、位移、块状材料的群折射率以及多层薄膜厚度。白干干涉光谱法是基于频域干涉的理论,采用白光作为宽波段光源,经过分光棱镜,被分成两束光,这两束光分别入射到参考面和被测物体,反射回来后经过分光棱镜合成后,由色散元件分光至探测器,记录频域上的干涉信号。此光谱信号包含了被测表面的信息,如果此时被测物体是薄膜,则薄膜的厚度也包含在这光谱信号当中。这样就把白光干涉的精度和光谱测量的速度结合起来,形成了一种精度高而且速度快的测量方法。推荐膜厚仪成本价白光干涉膜厚测量技术的发展将促进相关产业的发展和科学技术的进步。
薄膜作为一种特殊的微结构,近年来在电子学、摩擦学、现代光学得到了广泛的应用,薄膜的测试技术变得越来越重要。尤其是在厚度这一特定方向上,尺寸很小,基本上都是微观可测量。因此,在微纳测量领域中,薄膜厚度的测试是一个非常重要而且很实用的研究方向。在工业生产中,薄膜的厚度直接关系到薄膜能否正常工作。在半导体工业中,膜厚的测量是硅单晶体表面热氧化厚度以及平整度质量控制的重要手段。薄膜的厚度影响薄膜的电磁性能、力学性能和光学性能等,所以准确地测量薄膜的厚度成为一种关键技术。
在激光惯性约束核聚变实验中,靶丸的物性参数和几何参数是靶丸制备工艺改进和仿真模拟核聚变实验过程的基础,因此如何对靶丸多个参数进行同步、高精度、无损的综合检测是激光惯性约束核聚变实验中的关键问题。以上各种薄膜厚度及折射率的测量方法各有利弊,但针对本文实验,仍然无法满足激光核聚变技术对靶丸参数测量的高要求,靶丸参数测量存在以下问题:不能对靶丸进行破坏性切割测量,否则,被破坏后的靶丸无法用于于下一步工艺处理或者打靶实验;需要同时测得靶丸的多个参数,不同参数的单独测量,无法提供靶丸制备和核聚变反应过程中发生的结构变化现象和规律,并且效率低下、没有统一的测量标准。靶丸属于自支撑球形薄膜结构,曲面应力大、难展平的特点导致靶丸与基底不能完全贴合,在微区内可看作类薄膜结构白光干涉膜厚测量技术可以实现对复杂薄膜结构的测量。
极值法求解过程计算简单,速度快,同时确定薄膜的多个光学常数及解决多值性问题,测试范围广,但没有考虑薄膜均匀性和基底色散的因素,以至于精度不够高。此外,由于受曲线拟合精度的限制,该方法对膜厚的测量范围有要求,通常用这种方法测量的薄膜厚度应大于200nm且小于10μm,以确保光谱信号中的干涉波峰数恰当。全光谱拟合法是基于客观条件或基本常识来设置每个拟合参数上限、下限,并为该区域的薄膜生成一组或多组光学参数及厚度的初始值,引入适合的色散模型,再根据麦克斯韦方程组的推导。这样求得的值自然和实际的透过率和反射率(通过光学系统直接测量的薄膜透射率或反射率)有所不同,建立评价函数,当计算的透过率/反射率与实际值之间的偏差小时,我们就可以认为预设的初始值就是要测量的薄膜参数。白光干涉膜厚测量技术可以对薄膜的各项光学参数进行联合测量和分析。推荐膜厚仪成本价
白光干涉膜厚测量技术可以通过对干涉图像的分析实现对薄膜的表面和内部结构测量。推荐膜厚仪成本价
靶丸壳层折射率、厚度及其分布参数是激光惯性约束聚变(ICF)物理实验中非常关键的参数,精密测量靶丸壳层折射率、厚度及其分布对ICF精密物理实验研究具有非常重要的意义。由于靶丸尺寸微小(亚毫米量级)、结构特殊(球形结构)、测量精度要求高,如何实现靶丸壳层折射率及其厚度分布的精密测量是靶参数测量技术研究中重要的研究内容。本论文针对靶丸壳层折射率及厚度分布的精密测量需求,开展了基于白光干涉技术的靶丸壳层折射率及厚度分布测量技术研究。推荐膜厚仪成本价