为限度提高靶丸内爆压缩效率,期望靶丸所有几何参数、物性参数均为理想球对称状态。因此,需要对靶丸壳层厚度分布进行精密的检测。靶丸壳层厚度常用的测量手法有X射线显微辐照法、激光差动共焦法、白光干涉法等。下面分别介绍了各个方法的特点与不足,以及各种测量方法的应用领域。白光干涉法以白光作为光源,宽光谱的白光准直后经分光棱镜分成两束光,一束光入射到固定参考镜。一束光入射到待测样品。由计算机控制压电陶瓷(PZT)沿Z轴方向进行扫描,当两路之间的光程差为零时,在分光棱镜汇聚后再次被分成两束,一束光通过光纤传输,并由光谱仪收集,另一束则被传递到CCD相机,用于样品观测。利用光谱分析算法对干涉信号图进行分析得到薄膜的厚度。该方法能应用靶丸壳层壁厚的测量,但是该测量方法需要已知靶丸壳层材料的折射率,同时,该方法也难以实现靶丸壳层厚度分布的测量。白光干涉膜厚测量技术的应用涵盖了材料科学、光学制造、电子工业等多个领域。国产膜厚仪以客为尊
白光扫描干涉法利用白光作为光源,通过压电陶瓷驱动参考镜进行扫描,将干涉条纹扫过被测面,并通过感知相干峰位置来获取表面形貌信息。测量原理如图1-5所示。然而,在对薄膜进行测量时,其上下表面的反射会导致提取出的白光干涉信号呈现双峰形式,变得更为复杂。此外,由于白光扫描干涉法需要进行扫描过程,因此测量时间较长,且易受外界干扰。基于图像分割技术的薄膜结构测试方法能够自动分离双峰干涉信号,从而实现对薄膜厚度的测量。微米级膜厚仪品牌企业当光路长度增加,仪器的分辨率越高,也越容易受到静态振动等干扰因素的影响,需采取一些减小噪声的措施。
光学测厚方法结合了光学、机械、电子和计算机图像处理技术,以光波长为测量基准,从原理上保证了纳米级的测量精度。由于光学测厚是非接触式的测量方法,因此被用于精密元件表面形貌及厚度的无损测量。针对薄膜厚度的光学测量方法,可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光学原理分为分光光度法、椭圆偏振法、干涉法等多种测量方法。不同的测量方法各有优缺点和适用范围。因此,有一些研究采用了多通道式复合测量法,结合多种测量方法,例如椭圆偏振法和光度法结合的光谱椭偏法,彩色共焦光谱干涉和白光显微干涉的结合法等。
由于不同性质和形态的薄膜对测量量程和精度的需求不相同,因此多种测量方法各有优缺点,难以笼统评估。测量特点总结如表1-1所示,针对薄膜厚度不同,适用的测量方法分别为椭圆偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。对于小于1μm的薄膜,白光干涉轮廓仪的测量精度较低,分光光度法和椭圆偏振法较为适用;而对于小于200nm的薄膜,椭圆偏振法结果更可靠,因为透过率曲线缺少峰谷值。光学薄膜厚度测量方案目前主要集中于测量透明或半透明薄膜。通过使用不同的解调技术处理白光干涉的图样,可以得到待测薄膜厚度。本章详细研究了白光干涉测量技术的常用解调方案、解调原理及其局限性,并得出了基于两个相邻干涉峰的白光干涉解调方案不适用于极短光程差测量的结论。在此基础上,提出了一种基于干涉光谱单峰值波长移动的白光干涉测量解调技术。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光学参数和厚度分布的联合测量和分析。
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。操作之前需要专业技能和经验的培训和实践。微米级膜厚仪品牌企业
膜厚仪的干涉测量能力较高,可以提供精确和可信的膜层厚度测量结果。国产膜厚仪以客为尊
自上世纪60年代开始,西方的工业生产线广泛应用基于X及β射线、近红外光源开发的在线薄膜测厚系统。随着质检需求的不断增长,20世纪70年代后,电涡流、超声波、电磁电容、晶体振荡等多种膜厚测量技术相继问世。90年代中期,随着离子辅助、离子束溅射、磁控溅射、凝胶溶胶等新型薄膜制备技术的出现,光学检测技术也不断更新迭代,以椭圆偏振法和光度法为主导的高精度、低成本、轻便、高速稳固的光学检测技术迅速占领日用电器和工业生产市场,并发展出了个性化定制产品的能力。对于市场占比较大的微米级薄膜,除了要求测量系统具有百纳米级的测量准确度和分辨率之外,还需要在存在不规则环境干扰的工业现场下具备较高的稳定性和抗干扰能力。国产膜厚仪以客为尊
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