光具有传播的特性 ,不同波列在相遇的区域,振动将相互叠加,是各列光波独自在该点所引起的振动矢量和。两束光要发生干涉,应必须满足三个相干条件,即:频率一致、振动方向一致、相位差稳定一致。发生干涉的两束光在一些地方振动加强,而在另一些地方振动减弱,产生规则的明暗交替变化。任何干涉测量都是完全建立在这种光波典型特性上的。下图分别表示干涉相长和干涉相消的合振幅。与激光光源相比,白光光源的相干长度在几微米到几十微米内,通常都很短,更为重要的是,白光光源产生的干涉条纹具有一个典型的特征:即条纹有一个固定不变的位置,该固定位置对应于光程差为零的平衡位置,并在该位置白光输出光强度具有最大值,并通过探测该光强最大值,可实现样品表面位移的精密测量。此外,白光光源具有系统抗干扰能力强、稳定性好且动态范围大、结构简单,成本低廉等优点。因此,白光垂直扫描干涉、白光反射光谱等基于白光干涉的光学测量技术在薄膜三维形貌测量、薄膜厚度精密测量等领域得以广泛应用。操作需要一定的专业素养和经验,需要进行充分的培训和实践。膜厚仪供应链
根据以上分析可知 ,白光干涉时域解调方案的优点是: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,光源的波长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,所以扫描装置的分辨率将影响系统的精度。采用这种解调方案的测量分辨率一般是几个微米,达到亚微米的分辨率,主要受机械扫描部件的分辨率和稳定性限制。文献[46]所报道的位移扫描的分辨率可以达到0.54μm。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限制。光干涉膜厚仪厂家供应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。
在纳米级薄膜的各项相关参数中,薄膜材料的厚度是薄膜设计和制备过程中重要的参量之一,具有决定薄膜性质和性能的基本作用。然而,由于其极小尺寸及突出的表面效应,使得对纳米级薄膜的厚度准确测量变得困难。经过众多科研技术人员的探索和研究,新的薄膜厚度测量理论和测量技术不断涌现,测量方法从手动到自动、有损到无损不断得到实现。对于不同性质薄膜,其适用的厚度测量方案也不相同。针对纳米级薄膜,应用光学原理的测量技术。相比其他方法,光学测量方法具有精度高、速度快、无损测量等优势,成为主要检测手段。其中代表性的测量方法有椭圆偏振法、干涉法、光谱法、棱镜耦合法等。
白光干涉法和激光光源相比具有短相干长度的特点,使得两束光只有在光程差非常小的情况下才能发生干涉,因此不会产生干扰条纹。同时,白光干涉产生的干涉条纹具有明显的零光程差位置,避免了干涉级次不确定的问题。本文基于白光干涉原理对单层透明薄膜厚度测量进行了研究,特别是对厚度小于光源相干长度的薄膜进行了探究。文章首先详细阐述了白光干涉原理和薄膜测厚原理,然后在金相显微镜的基础上构建了一种型垂直白光扫描系统,作为实验中测试薄膜厚度的仪器,并利用白光干涉原理对位移量进行了标定。 白光干涉膜厚仪需要校准,标准样品的选择和使用至关重要。
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对靶丸制备工艺改进和仿真模拟核聚变实验过程至关重要。然而,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。虽然已有多种薄膜厚度及折射率的测量方法,但仍然无法满足激光核聚变技术对靶丸参数测量的高要求。此外,靶丸的参数测量存在以下问题:不能对靶丸进行破坏性切割测量,否则被破坏的靶丸无法用于后续工艺处理或打靶实验;需要同时测得靶丸的多个参数,因为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的现象和规律,并且效率低下、没有统一的测量标准。由于靶丸属于自支撑球形薄膜结构,曲面应力大、难以展平,因此靶丸与基底不能完全贴合,可在微观区域内视作类薄膜结构。白光干涉膜厚测量技术可以在不同环境下进行测量;测量膜厚仪找哪家
膜厚仪依赖于膜层和底部材料的反射率和相位差来实现这一目的。膜厚仪供应链
傅里叶变换是白光频域解调方法中的一种低精度信号解调方法,起初由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纤法布里-珀罗传感器的解调。该解调方案的原理是通过傅里叶变换得到频域的峰值频率从而获得光程差,并得到待测物理量的信息。傅里叶变换解调方案的优势是解调速度快,受干扰信号影响较小,但精度不高。根据数字信号处理FFT理论,若输入光源波长范围为[λ1,λ2],则所测光程差的理论小分辨率为λ1λ2/(λ2-λ1),因此该方法主要应用于解调精度要求不高的场合。傅里叶变换白光干涉法是对傅里叶变换法的改进。该方法总结起来是对采集到的光谱信号进行傅里叶变换,然后滤波、提取主频信号,接着进行逆傅里叶变换、对数运算,之后取其虚部进行相位反包裹运算,从而通过得到的相位来获得干涉仪的光程差。经实验证明,该方法测量精度比傅里叶变换方法更高。膜厚仪供应链