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來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-01-15

在初始相位為零的情況下,當(dāng)被測(cè)光與參考光之間的光程差為零時(shí),光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為探測(cè)兩個(gè)光束之間的零光程差位置,需要精密Z軸向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)載物臺(tái),垂直掃描過程中,用探測(cè)器記錄下干涉光強(qiáng),可得白光干涉信號(hào)強(qiáng)度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長(zhǎng)處的白光信號(hào)強(qiáng)度隨光程差變化示意圖,曲線中光強(qiáng)極大值位置即為零光程差位置,通過零過程差位置的精密定位,即可實(shí)現(xiàn)樣品表面相對(duì)位移的精密測(cè)量;通過確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置可獲得被測(cè)樣品表面的三維高度。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的形貌測(cè)量。品牌膜厚儀廠家

白光干涉時(shí)域解調(diào)方案需要借助機(jī)械掃描部件帶動(dòng)干涉儀的反射鏡移動(dòng),補(bǔ)償光程差,實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的解調(diào)。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測(cè)量臂,作用是將待測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化。測(cè)量臂因待測(cè)物理量而增加了一個(gè)未知的光程,參考臂則通過移動(dòng)反射鏡來實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量臂引入的光程差的補(bǔ)償。當(dāng)干涉儀兩臂光程差ΔL=0時(shí),即兩干涉光束為等光程的時(shí)候,出現(xiàn)干涉極大值,可以觀察到中心零級(jí)干涉條紋,而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素?zé)o關(guān),因而可據(jù)此得到待測(cè)物理量的值。干擾輸出信號(hào)強(qiáng)度的因素包括:入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。外界環(huán)境的擾動(dòng)會(huì)影響輸出信號(hào)的強(qiáng)度,但是對(duì)零級(jí)干涉條紋的位置不會(huì)產(chǎn)生影響。蘇州膜厚儀大概價(jià)格多少白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的三維成像和分析。

利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度,但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足,包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動(dòng),要求在測(cè)量波段內(nèi)存在多個(gè)干涉極值點(diǎn),且干涉極值點(diǎn)足夠多,精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的,在沒有正確方法建立包絡(luò)線時(shí),通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對(duì)測(cè)量對(duì)象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,會(huì)造成干涉條紋減少,干涉波峰個(gè)數(shù)較少,要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難,且利用拋物線插值法擬合也很困難,從而降低該方法的準(zhǔn)確度。其次,薄膜吸收的強(qiáng)弱也會(huì)影響該方法的準(zhǔn)確度,對(duì)于吸收較強(qiáng)的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線,該方法就不再適用。因此,包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。

基于表面等離子體共振傳感的測(cè)量方案,利用共振曲線的三個(gè)特征參量半高寬、—共振角和反射率小值,通過反演計(jì)算得到待測(cè)金屬薄膜的厚度。該測(cè)量方案可同時(shí)得到金屬薄膜的介電常數(shù)和厚度,操作方法簡(jiǎn)單。我們利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),測(cè)得金膜在入射光波長(zhǎng)分別為632.8nm和652.1nm時(shí)的共振曲線,由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強(qiáng)度測(cè)量方案,測(cè)量精度受環(huán)境影響較大,且測(cè)量結(jié)果存在多值性的問題,所以我們進(jìn)一步對(duì)偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析,根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實(shí)現(xiàn)厚度測(cè)量。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)中的薄膜參數(shù)測(cè)量。

白光干涉在零光程差處,出現(xiàn)零級(jí)干涉條紋(在零級(jí)處,各波長(zhǎng)光的干涉亮條紋都重合,因而零級(jí)條紋呈白色),隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移,疊加的整體效果使條紋對(duì)比度下降。測(cè)量精度高,可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量,采用白光干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng),動(dòng)態(tài)范圍大,具有快速檢測(cè)和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,但也有很多的共同之處??梢哉f,白光干涉實(shí)際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時(shí)域上的相干疊加,在頻域上觀察到的就是不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的干涉光強(qiáng)變化曲線。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)是一種測(cè)量薄膜厚度的方法。品牌膜厚儀廠家

白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度的在線檢測(cè)和自動(dòng)控制。品牌膜厚儀廠家

白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化,從而得到被測(cè)物體的信息。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測(cè)表面的反射光發(fā)生干涉,再使用相移的方法調(diào)制相位,利用干涉場(chǎng)中光強(qiáng)的變化計(jì)算出其每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始相位,但是這樣得到的相位是位于(-π,+π]間,所以得到的是不連續(xù)的相位。因此,需要進(jìn)行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位。再利用高度與相位的信息求出被測(cè)物體的表面形貌。單色光相移法具有測(cè)量速度快、測(cè)量分辨力高、對(duì)背景光強(qiáng)不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是,由于單色光干涉無法確定干涉條紋的零級(jí)位置。因此,在相位解包裹中無法得到相位差的周期數(shù),所以只能假定相位差不超過一個(gè)周期,相當(dāng)于測(cè)試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長(zhǎng)。這就限制了其測(cè)量的范圍,使它只能測(cè)試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu)。品牌膜厚儀廠家