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对薄膜的厚度、反射率、折射率等光学参数进行测量。测量膜厚仪行情
开展白光干涉理论分析 ,在此基础详细介绍了白光垂直扫描干涉技术和白光反射光谱技术的基本原理,完成了应用于靶丸壳层折射率和厚度分布测量实验装置的设计及搭建。该实验装置主要由白光反射光谱探测模块、靶丸吸附转位模块、三维运动模块、气浮隔震平台等几部分组成,可实现靶丸的负压吸附、靶丸位置的精密调整以及靶丸360°范围的旋转及特定角度下靶丸壳层白光反射光谱的测量。基于白光垂直扫描干涉和白光反射光谱的基本原理,建立了二者联用的靶丸壳层折射率测量方法,该方法利用白光反射光谱测量靶丸壳层光学厚度,利用白光垂直扫描干涉技术测量光线通过靶丸壳层后的光程增量,二者联立即可求得靶丸折射率和厚度数据。光干涉膜厚仪性价比高白光干涉膜厚测量技术可以实现对薄膜的大范围测量和分析。
薄膜作为重要元件 ,通常使用金属、合金、化合物、聚合物等作为其主要基材,品类涵盖光学膜、电隔膜、阻隔膜、保护膜、装饰膜等多种功能性薄膜,广泛应用于现代光学、电子、医疗、能源、建材等技术领域。常用薄膜的厚度范围从纳米级到微米级不等。纳米和亚微米级薄膜主要是基于干涉效应调制的光学薄膜,包括各种增透增反膜、偏振膜、干涉滤光片和分光膜等。部分薄膜经特殊工艺处理后还具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性,对通讯、显示、存储等领域内光学仪器的质量起决定性作用[1-3],如平面显示器使用的ITO镀膜,太阳能电池表面的SiO2减反射膜等。微米级以上的薄膜以工农业薄膜为主,多使用聚酯材料,具有易改性、可回收、适用范围广等特点。例如6微米厚度以下的电容器膜,20微米厚度以下的大部分包装印刷用薄膜,25~38微米厚的建筑玻璃贴膜及汽车贴膜,以及厚度为25~65微米的防伪标牌及拉线胶带等。微米级薄膜利用其良好的延展、密封、绝缘特性,遍及食品包装、表面保护、磁带基材、感光储能等应用市场,加工速度快,市场占比高。
确定靶丸折射率及厚度的算法 ,由于干涉光谱信号与膜的光参量直接相关,这里主要考虑光谱分析的方法根据测量膜的反射或透射光谱进行分析计算,可获得膜的厚度、折射率等参数。根据光谱信号分析计算膜折射率及厚度的方法主要有极值法和包络法、全光谱拟合法。极值法测量膜厚度主要是根据薄膜反射或透射光谱曲线上的波峰的位置来计算,对于弱色散介质,折射率为恒定值,根据两个或两个以上的极大值点的位置,求得膜的光学厚度,若已知膜折射率即可求解膜的厚度;对于强色散介质,首先利用极值点求出膜厚度的初始值。薄膜厚度是一恒定不变值,可根据极大值点位置的光学厚度关系式获得入射波长和折射率的对应关系,再依据薄膜材质的色散特性,引入合适的色散模型,常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型、Lorenz模型等,利用折射率与入射波长的关系式,通过二乘法拟合得到色散模型的系数,即可解得任意入射波长下的折射率。白光干涉膜厚测量技术可以应用于电子工业中的薄膜电阻率测量;
干涉法作为面扫描方式可以一次性对薄膜局域内的厚度进行解算 ,适用于对面型整体形貌特征要求较高的测量对象。干涉法算法在于相位信息的提取,借助多种复合算法通常可以达到纳米级的测量准确度。然而主动干涉法对条纹稳定性不佳,光学元件表面的不清洁、光照度不均匀、光源不稳定、外界气流震动干扰等因素均可能影响干涉图的完整性[39],使干涉图样中包含噪声和部分区域的阴影,给后期处理带来困难。除此之外,干涉法系统精度的来源——精密移动及定位部件也增加了系统的成本,高精度的干涉仪往往较为昂贵。总的来说,白光干涉膜厚仪是一种应用很广的测量薄膜厚度的仪器。白光干涉膜厚仪详情
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。测量膜厚仪行情
常用白光垂直扫描干涉系统的原理 :入射的白光光束通过半反半透镜进入到显微干涉物镜后,被分光镜分成两部分,一个部分入射到固定的参考镜,一部分入射到样品表面,当参考镜表面和样品表面的反射光通过分光镜后,再次汇聚发生干涉,干涉光通过透镜后,利用电荷耦合器(CCD)可探测整个视场内双白光光束的干涉图像。利用Z向精密位移台带动干涉镜头或样品台Z向扫描,可获得一系列的干涉图像。根据干涉图像序列中对应点的光强随光程差变化曲线,可得该点的Z向相对位移;然后,由CCD图像中每个像素点光强最大值对应的Z向位置获得被测样品表面的三维形貌。测量膜厚仪行情