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原装膜厚仪常见问题

来源: 发布时间:2024年10月22日

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。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 。原装膜厚仪常见问题

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。白光干涉仪能测什么 膜厚仪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。

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。

自上世纪60年代起 ,利用X及β射线、近红外光源开发的在线薄膜测厚系统广泛应用于西方先进国家的工业生产线中。20世纪70年代后,为满足日益增长的质检需求,电涡流、电磁电容、超声波、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取得巨大突破,以椭圆偏振法和光度法为展示的光学检测技术以高精度、低成本、轻便环保、高速稳固为研发方向不断迭代更新,迅速占领日用电器及工业生产市场,并发展出依据用户需求个性化定制产品的能力。其中,对于市场份额占比较大的微米级薄膜,除要求测量系统不仅具有百纳米级的测量准确度及分辨力以外,还要求测量系统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。白光干涉膜厚仪是一种可用于测量薄膜厚度的仪器,适用于透明薄膜和平行表面薄膜的测量。

白光干涉测量技术,也被称为光学低相干干涉测量技术 ,使用的是低相干的宽谱光源,例如超辐射发光二极管、发光二极管等。同所有的光学干涉原理一样,白光干涉同样是通过观察干涉图样的变化来分析干涉光程差的变化,进而通过各种解调方案实现对待测物理量的测量。采用宽谱光源的优点是由于白光光源的相干长度很小(一般为几微米到几十微米之间),所有波长的零级干涉条纹重合于主极大值,即中心条纹,与零光程差的位置对应。中心零级干涉条纹的存在使测量有了一个可靠的位置的参考值,从而只用一个干涉仪即可实现对被测物理量的测量,克服了传统干涉仪无法实现测量的缺点。同时,相比于其他测量技术,白光干涉测量方法还具有对环境不敏感、抗干扰能力强、测量的动态范围大、结构简单和成本低廉等优点。目前,经过几十年的研究与发展,白光干涉技术在膜厚、压力、温度、应变、位移等等测量领域已经得到广泛的应用。通过测量反射光的干涉来计算膜层厚度,利用膜层与底材的反射率和相位差来实现测量。品牌膜厚仪经销批发

白光干涉膜厚测量技术的优化需要对实验方法和算法进行改进 。原装膜厚仪常见问题

在白光反射光谱探测模块中,入射光经过分光镜1分光后 ,一部分光通过物镜聚焦到靶丸表面 ,靶丸壳层上、下表面的反射光经过物镜、分光镜1、聚焦透镜、分光镜2后,一部分光聚焦到光纤端面并到达光谱仪探测器,可实现靶丸壳层白光干涉光谱的测量,一部分光到达CCD探测器,可获得靶丸表面的光学图像。靶丸吸附转位模块和三维运动模块分别用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度转位以及靶丸位置的辅助调整,测量过程中,将靶丸放置于轴系吸嘴前端,通过微型真空泵负压吸附于吸嘴上;然后,移动位移平台,将靶丸移动至CCD视场中心,通过Z向位移台,使靶丸表面成像清晰;利用光谱仪探测靶丸壳层的白光反射光谱;靶丸在轴系的带动下,平稳转位到特定角度,由于轴系的回转误差,转位后靶丸可能偏移CCD视场中心,此时可通过调整轴系前端的调心结构,使靶丸定点位于视场中心并采集其白光反射光谱;重复以上步骤,可实现靶丸特定位置或圆周轮廓白光反射光谱数据的测量。为减少外界干扰和震动而引起的测量误差,该装置放置于气浮平台上,通过高性能的隔振效果可保证测量结果的稳定性。原装膜厚仪常见问题

标签: 光谱共焦

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