光纖白光干涉測(cè)量使用的是寬譜光源。在選擇光源時(shí)，需要重點(diǎn)考慮光源的輸出光功率和中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定性。由于本文所設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)測(cè)量干涉峰值的中心波長(zhǎng)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此光源中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)中我們選擇使用由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源，相對(duì)于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。該光源采用+5V的直流供電，標(biāo)定中心波長(zhǎng)為1550nm，且其輸出功率在一定范圍內(nèi)可調(diào)。驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到600mA。Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度支配了精度。防水膜厚儀廠家供應(yīng)
白光掃描干涉法可以避免色光相移干涉法測(cè)量的局限性。該方法利用白光作為光源，由于白光是一種寬光譜的光源，相干長(zhǎng)度相對(duì)較短，因此發(fā)生干涉的位置范圍很小。在白光干涉時(shí)，存在一個(gè)確定的零位置，當(dāng)測(cè)量光和參考光的光程相等時(shí)，所有波長(zhǎng)的光均會(huì)發(fā)生相長(zhǎng)干涉，此時(shí)可以觀察到一個(gè)明亮的零級(jí)條紋，同時(shí)干涉信號(hào)也達(dá)到最大值。通過(guò)分析這個(gè)干涉信號(hào)，可以得到被測(cè)物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過(guò)測(cè)量干涉條紋來(lái)完成的，而干涉條紋的清晰度直接影響測(cè)試精度。因此，為了提高精度，需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，這使得條紋的測(cè)量變得費(fèi)力費(fèi)時(shí)。防水膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，其性能和功能會(huì)得到提高和擴(kuò)展。
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(guò)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(wèn)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。
由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量量程和精度的需求不相同，因而多種測(cè)量方法各有優(yōu)缺，難以一概而論。將各測(cè)量特點(diǎn)總結(jié)所示，按照薄膜厚度的增加，適用的測(cè)量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對(duì)于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測(cè)量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對(duì)于小于200nm的薄膜，由于透過(guò)率曲線缺少峰谷值，橢圓偏振法結(jié)果更加可靠。基于白光干涉原理的光學(xué)薄膜厚度測(cè)量方案目前主要集中于測(cè)量透明或者半透明薄膜，通過(guò)使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣，得到待測(cè)薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測(cè)量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上，分析得到了常用的基于兩個(gè)相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測(cè)量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的白光干涉測(cè)量解調(diào)技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴(kuò)展。
根據(jù)以上分析，白光干涉時(shí)域解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)如下：①能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量；②抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動(dòng)、光源波長(zhǎng)的漂移以及外界環(huán)境對(duì)光纖的擾動(dòng)等因素?zé)o關(guān)；③測(cè)量精度與零級(jí)干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān)；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。但是，時(shí)域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動(dòng)干涉儀一端的反射鏡來(lái)進(jìn)行相位補(bǔ)償，因此掃描裝置的分辨率會(huì)影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測(cè)量分辨率一般在幾個(gè)微米，要達(dá)到亞微米的分辨率則主要受機(jī)械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性所限制。文獻(xiàn)[46]報(bào)道的位移掃描的分辨率可以達(dá)到0.54微米。然而，當(dāng)所測(cè)光程差較小時(shí)，F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近，難以區(qū)分，此時(shí)時(shí)域解調(diào)方案的應(yīng)用受到了限制。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的形貌變化的測(cè)量和分析。微米級(jí)膜厚儀傳感器精度
白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度和形貌進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量和分析。防水膜厚儀廠家供應(yīng)
目前，常用的顯微干涉方式主要有Mirau和Michelson兩種方式。Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu)中，物鏡和被測(cè)樣品之間有兩塊平板，一塊涂覆高反射膜的平板作為參考鏡，另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡。由于參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間，物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對(duì)較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測(cè)量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，因此是常用的顯微干涉測(cè)量方法之一。Mirau顯微干涉結(jié)構(gòu)中，參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間，且物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對(duì)較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測(cè)量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn)，適用于微小樣品的測(cè)量。因此，在生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。防水膜厚儀廠家供應(yīng)