白光干涉光谱分析是目前白光干涉测量的一个重要方向 ,此项技术主要是利用光谱仪将对条纹的测量转变成为对不同波长光谱的测量 。通过分析被测物体的光谱特性,就能够得到相应的长度信息和形貌信息。相比于白光扫描干涉术,它不需要大量的扫描过程,因此提高了测量效率,而且也减小了环境对它的影响。此项技术能够测量距离、位移、块状材料的群折射率以及多层薄膜厚度。白干干涉光谱法是基于频域干涉的理论,采用白光作为宽波段光源,经过分光棱镜,被分成两束光,这两束光分别入射到参考面和被测物体,反射回来后经过分光棱镜合成后,由色散元件分光至探测器,记录频域上的干涉信号。此光谱信号包含了被测表面的信息,如果此时被测物体是薄膜,则薄膜的厚度也包含在这光谱信号当中。这样就把白光干涉的精度和光谱测量的速度结合起来,形成了一种精度高而且速度快的测量方法。膜厚仪专业测量工具,精确检测膜厚,为质量管控护航。防水膜厚仪主要功能与优势
目前 ,应用的显微干涉方式主要有Mirau显微干涉和Michelson显微干涉两张方式。在Mirau型显微干涉结构,在该结构中物镜和被测样品之间有两块平板,一个是涂覆有高反射膜的平板作为参考镜,另一块涂覆半透半反射膜的平板作为分光棱镜,由于参考镜位于物镜和被测样品之间,从而使物镜外壳更加紧凑,工作距离相对而言短一些,其倍率一般为10-50倍,Mirau显微干涉物镜参考端使用与测量端相同显微物镜,因此没有额外的光程差。是常用的方法之一。白光干涉测试原理 膜厚仪白光干涉膜厚仪的应用非常广,特别是在半导体、光学、电子和化学等领域。
白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空间位置的变化 ,从而得到被测物体的信息 。它是在单色光相移干涉术的基础上发展而来的。单色光相移干涉术利用光路使参考光和被测表面的反射光发生干涉,再使用相移的方法调制相位,利用干涉场中光强的变化计算出其每个数据点的初始相位,但是这样得到的相位是位于(-π,+π]间,所以得到的是不连续的相位。因此,需要进行相位展开使其变为连续相位。再利用高度与相位的信息求出被测物体的表面形貌。单色光相移法具有测量速度快、测量分辨力高、对背景光强不敏感等优点。但是,由于单色光干涉无法确定干涉条纹的零级位置。因此,在相位解包裹中无法得到相位差的周期数,所以只能假定相位差不超过一个周期,相当于测试表面的相邻高度不能超过四分之一波长[27]。这就限制了其测量的范围,使它只能测试连续结构或者光滑表面结构。
薄膜作为一种特殊的微结构 ,近年来在电子学 、摩擦学、现代光学得到了广泛的应用,薄膜的测试技术变得越来越重要。尤其是在厚度这一特定方向上,尺寸很小,基本上都是微观可测量。因此,在微纳测量领域中,薄膜厚度的测试是一个非常重要而且很实用的研究方向。在工业生产中,薄膜的厚度直接关系到薄膜能否正常工作。在半导体工业中,膜厚的测量是硅单晶体表面热氧化厚度以及平整度质量控制的重要手段。薄膜的厚度影响薄膜的电磁性能、力学性能和光学性能等,所以准确地测量薄膜的厚度成为一种关键技术。膜厚仪操作简单,精确测膜厚,是质量检测的好帮手。
光谱法是以光的干涉效应为基础的一种薄膜厚度测量方法 ,分为反射法和透射法两类[12]。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射会引起多光束干涉效应,不同特性的薄膜材料的反射率和透过率曲线是不同的,并且在全光谱范围内与厚度之间是一一对应关系。因此,根据这一光谱特性可以得到薄膜的厚度以及光学参数。光谱法的优点是可以同时测量多个参数且可以有效的排除解的多值性,测量范围广,是一种无损测量技术;缺点是对样品薄膜表面条件的依赖性强,测量稳定性较差,因而测量精度不高;对于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,这种方法主要应用于有机薄膜的厚度测量。膜厚仪高精度检测,助力把控生产质量,提升产品竞争力。防水膜厚仪主要功能与优势
白光干涉膜厚测量技术可以实现对薄膜的非接触式测量。防水膜厚仪主要功能与优势
为了分析白光反射光谱的测量范围 ,开展了不同壁厚的靶丸壳层白光反射光谱测量实验。图是不同壳层厚度靶丸的白光反射光谱测量曲线,如图所示,对于壳层厚度30μm的靶丸,其白光反射光谱各谱峰非常密集、干涉级次数值大;此外,由于靶丸壳层的吸收,壁厚较大的靶丸信号强度相对较弱。随着靶丸壳层厚度的进一步增加,其白光反射光谱各谱峰将更加密集,难以实现对各干涉谱峰波长的测量。为实现较大厚度靶丸壳层厚度的白光反射光谱测量,需采用红外的宽谱光源和光谱探测器。对于壳层厚度为μm的靶丸,测量的波峰相对较少,容易实现靶丸壳层白光反射光谱谱峰波长的准确测量;随着靶丸壳层厚度的进一步减小,两干涉信号之间的光程差差异非常小,以至于他们的光谱信号中只有一个干涉波峰,基于峰值探测的白光反射光谱方法难以实现其厚度的测量;为实现较小厚度靶丸壳层厚度的白光反射光谱测量,可采用紫外的宽谱光源和光谱探测器提升其探测厚度下限。防水膜厚仪主要功能与优势