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的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。白光干涉膜厚仪可以配合不同的软件进行分析和数据处理,例如建立数据库、统计数据等。小型膜厚仪厂家供应
白光光谱法克服了干涉级次的模糊识别问题 ,具有动态测量范围大,连续测量时波动范围小的特点,但在实际测量中,由于测量误差、仪器误差、拟合误差等因素,干涉级次的测量精度仍其受影响,会出现干扰级次的误判和干扰级次的跳变现象。导致公式计算得到的干扰级次m值与实际谱峰干涉级次m'(整数)之间有误差。为得到准确的干涉级次,本文依据干涉级次的连续特性设计了以下校正流程图,获得了靶丸壳层光学厚度的精确值。导入白光干涉光谱测量曲线。小型膜厚仪厂家供应白光干涉膜厚测量技术可以实现对薄膜的非接触式测量。
白光扫描干涉法采用白光为光源 ,压电陶瓷驱动参考镜进行扫描 ,干涉条纹扫过被测面,通过感知相干峰位置来获得表面形貌信息。测量原理图如图1-5所示。而对于薄膜的测量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通过一次测量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,会使提取出来的白光干涉信号出现双峰形式,变得更复杂。另外,由于白光扫描法需要扫描过程,因此测量时间较长而且易受外界干扰。基于图像分割技术的薄膜结构测试方法,实现了对双峰干涉信号的自动分离,实现了薄膜厚度的测量。
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。精度高的白光干涉膜厚仪通常采用Michelson干涉仪的结构。
光纤白光干涉测量使用的是宽谱光源 。光源的输出光功率和中心波长的稳定性是光源选取时需要重点考虑的参数。论文所设计的解调系统是通过检测干涉峰值的中心波长的移动实现的,所以光源中心波长的稳定性将对实验结果产生很大的影响。实验中我们所选用的光源是由INPHENIX公司生产的SLED光源,相对于一般的宽带光源具有输出功率高、覆盖光谱范围宽等特点。该光源采用+5V的直流供电,标定中心波长为1550nm,且其输出功率在一定范围内是可调的,驱动电流可以达到600mA。白光干涉膜厚仪需要校准。小型膜厚仪制造公司
总之,白光干涉膜厚仪是一种应用很广的测量薄膜厚度的仪器。小型膜厚仪厂家供应
针对微米级工业薄膜厚度测量 ,研究了基于宽光谱干涉的反射式法测量方法。根据薄膜干涉及光谱共聚焦原理 ,综合考虑成本、稳定性、体积等因素要求,研制了满足工业应用的小型薄膜厚度测量系统。根据波长分辨下的薄膜反射干涉光谱模型,结合经典模态分解和非均匀傅里叶变换思想,提出了一种基于相位功率谱分析的膜厚解算算法,能有效利用全光谱数据准确提取相位变化,对由环境噪声带来的假频干扰,具有很好的抗干扰性。通过对PVC标准厚度片,PCB板芯片膜层及锗基SiO2膜层的测量实验对系统性能进行了验证,结果表明测厚系统具有1~75μm厚度的测量量程,μm.的测量不确定度。由于无需对焦,可在10ms内完成单次测量,满足工业级测量高效便捷的应用要求。小型膜厚仪厂家供应