干涉法和分光光度法都是基于相干光形成等厚干涉条纹的原理来确定薄膜厚度和折射率。不同于薄膜自发产生的等倾干涉,干涉法是通过设置参考光路来形成参考平面和测量平面间干涉条纹,因此其相位信息包含两个部分,分别是由扫描高度引起的附加相位和由薄膜内部多次反射引起的膜厚相位。干涉法的测量光路使用面阵CCD接收参考平面和测量平面间相干波面的干涉光强分布。与以上三种点测量方式不同,干涉法能够一次性生成薄膜待测区域的表面形貌信息,但因存在大量轴向扫描和数据解算,完成单次测量的时间相对较长。工作原理是基于膜层与底材反射率及相位差,通过测量反射光的干涉来计算膜层厚度。薄膜干涉膜厚仪按需定制
基于白光干涉光谱单峰值波长移动的锗膜厚度测量方案研究:在对比研究目前常用的白光干涉测量方案的基础上,我们发现当两干涉光束的光程差非常小导致其干涉光谱只有一个干涉峰时,常用的基于两相邻干涉峰间距的解调方案不再适用。为此,我们提出了适用于极小光程差并基于干涉光谱单峰值波长移动的测量方案。干涉光谱的峰值波长会随着光程差的增大出现周期性的红移和蓝移,当光程差在较小范围内变化时,峰值波长的移动与光程差成正比。根据这一原理,搭建了光纤白光干涉温度传感系统对这一测量解调方案进行验证,得到了光纤端面半导体锗薄膜的厚度。实验结果显示锗膜的厚度为,与台阶仪测量结果存在,这是因为薄膜表面本身并不光滑,台阶仪的测量结果只能作为参考值。锗膜厚度测量误差主要来自光源的波长漂移和温度控制误差。高速膜厚仪性价比高白光干涉膜厚测量技术可以应用于生物医学中的薄膜生物学特性分析。
白光干涉光谱分析是目前白光干涉测量的一个重要方向。此项技术通过使用光谱仪将对条纹的测量转变为对不同波长光谱的测量,分析被测物体的光谱特性,得到相应的长度信息和形貌信息。与白光扫描干涉术相比,它不需要大量的扫描过程,因此提高了测量效率,并减小了环境对其影响。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等。白光干涉光谱分析基于频域干涉的理论,采用白光作为宽波段光源,经过分光棱镜折射为两束光。这两束光分别经由参考面和被测物体入射,反射后再次汇聚合成,并由色散元件分光至探测器,记录频域干涉信号。这个光谱信号包含了被测表面信息,如果此时被测物体是薄膜,则薄膜的厚度也包含在光谱信号当中。白光干涉光谱分析将白光干涉和光谱测量的速度结合起来,形成了一种精度高且速度快的测量方法。
根据以上分析,白光干涉时域解调方案的优点如下:①能够实现测量;②抗干扰能力强,系统的分辨率与光源输出功率的波动、光源波长的漂移以及外界环境对光纤的扰动等因素无关;③测量精度与零级干涉条纹的确定精度以及反射镜的精度有关;④结构简单,成本较低。但是,时域解调方法需要借助扫描部件移动干涉仪一端的反射镜来进行相位补偿,因此扫描装置的分辨率会影响系统的精度。采用这种解调方案的测量分辨率一般在几个微米,要达到亚微米的分辨率则主要受机械扫描部件的分辨率和稳定性所限制。文献[46]报道的位移扫描的分辨率可以达到0.54微米。然而,当所测光程差较小时,F-P腔前后表面干涉峰值相距很近,难以区分,此时时域解调方案的应用受到了限制。随着技术的不断进步和应用领域的扩展,白光干涉膜厚仪的性能和功能将不断提高和拓展。
目前,应用的显微干涉方式主要有Mirau显微干涉和Michelson显微干涉两张方式。在Mirau型显微干涉结构,在该结构中物镜和被测样品之间有两块平板,一个是涂覆有高反射膜的平板作为参考镜,另一块涂覆半透半反射膜的平板作为分光棱镜,由于参考镜位于物镜和被测样品之间,从而使物镜外壳更加紧凑,工作距离相对而言短一些,其倍率一般为10-50倍,Mirau显微干涉物镜参考端使用与测量端相同显微物镜,因此没有额外的光程差。是常用的方法之一。白光干涉膜厚测量技术可以通过对干涉曲线的分析实现对薄膜的厚度测量。光干涉膜厚仪的原理
白光干涉膜厚测量技术可以应用于光学传感器中的薄膜厚度测量。薄膜干涉膜厚仪按需定制
由于靶丸自身特殊的特点和极端的实验条件,使得靶丸参数的测试工作变得异常复杂。光学测量方法具有无损、非接触、测量效率高、操作简便等优势,因此成为了测量靶丸参数的常用方式。目前常用于靶丸几何参数或光学参数测量的方法有白光干涉法、光学显微干涉法、激光差动共焦法等。然而,靶丸壳层折射率是冲击波分时调控实验研究中的重要参数,因此对其进行精密测量具有重要意义。 常用的折射率测量方法有椭圆偏振法、折射率匹配法、白光光谱法、布儒斯特角法等。薄膜干涉膜厚仪按需定制