極值法求解過程計(jì)算簡單,快速,同時(shí)確定薄膜的多個(gè)光學(xué)常數(shù)及解決多值性問題,測試范圍廣,但沒有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素,以至于精度不夠高。此外,由于受曲線擬合精度的限制,該方法對膜厚的測量范圍有要求,通常用這種方法測量的薄膜厚度應(yīng)大于200nm且小于10μm,以確保光譜信號(hào)中的干涉波峰數(shù)恰當(dāng)。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識(shí)來設(shè)置每個(gè)擬合參數(shù)上限、下限,并為該區(qū)域的薄膜生成一組或多組光學(xué)參數(shù)及厚度的初始值,引入適合的色散模型,再根據(jù)麥克斯韋方程組的推導(dǎo)。這樣求得的值自然和實(shí)際的透過率和反射率(通過光學(xué)系統(tǒng)直接測量的薄膜透射率或反射率)有所不同,建立評價(jià)函數(shù),當(dāng)計(jì)算的透過率/反射率與實(shí)際值之間的偏差小時(shí),我們就可以認(rèn)為預(yù)設(shè)的初始值就是要測量的薄膜參數(shù)。這種膜厚儀可以測量大氣壓下,1 nm到1mm范圍內(nèi)的薄膜厚度。測量膜厚儀招商加盟
白光干涉頻域解調(diào)是利用頻域分析解調(diào)信號(hào)的一種方法。與時(shí)域解調(diào)裝置相比,測量裝置幾乎相同,只需將光強(qiáng)測量裝置更換為光譜儀或CCD。由于時(shí)域解調(diào)中接收到的信號(hào)是一定范圍內(nèi)所有波長光強(qiáng)疊加,因此將頻譜信號(hào)中各個(gè)波長的光強(qiáng)疊加起來即可得到它對應(yīng)的時(shí)域接收信號(hào)。因此,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時(shí)域白光干涉條紋的所有信息,而且包括了時(shí)域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中,當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長度時(shí),仍然可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用,可以將寬譜光變成窄帶光譜,從而增加光譜的相干長度。這種解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)測量系統(tǒng)中沒有使用機(jī)械掃描部件,因此在測量的穩(wěn)定性和可靠性方面得到了顯著提高。常見的頻域解調(diào)方法包括峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法和傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。膜厚儀測厚度隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進(jìn)一步提高。
折射率分別為1.45和1.62的2塊玻璃板,使其一端相接觸,形成67的尖劈.將波長為550nm的單色光垂直投射在劈上,并在上方觀察劈的干涉條紋,試求條紋間距。
我們可以分2種可能的情況來討論:
一般玻璃的厚度可估計(jì)為1mm的量級,這個(gè)量級相對于光的波長550nm而言,應(yīng)該算是膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長^的厚玻璃了,所以光線通過上玻璃板時(shí)應(yīng)該無干涉現(xiàn)象,同理光線通過下玻璃板時(shí)也無干涉現(xiàn)象.空氣膜厚度因劈角很小而很薄,與波長可比擬,所以光線通過空氣膜應(yīng)該有干涉現(xiàn)象,在空氣膜的下表面處有一半波損失,故光程差應(yīng)該為2n2e+λ/2.
(2)假設(shè)玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬,當(dāng)單色光垂直投射在劈尖上時(shí),上玻璃板能滿足形成薄膜干涉的條件,其光程差為2n2e+λ/2,下玻璃板也能滿足形成薄膜于涉的條件,光程差為2n1h+λ/2,但由于玻璃板膜厚均勻,h不變,人射角i=儼也不變,故玻璃板形成的薄膜干涉為等傾又等厚干涉條紋,要么玻璃板全亮,要么全暗,它不會(huì)影響空氣劈尖干涉條紋的位置和條紋間距。空氣劈尖干涉光程差仍為2n2e+λ/2,但玻璃板會(huì)影響劈尖干涉條紋的亮度對比度.
在激光慣性約束聚變(ICF)物理實(shí)驗(yàn)中,靶丸殼層折射率、厚度以及其分布參數(shù)是非常關(guān)鍵的參數(shù)。因此,實(shí)現(xiàn)對靶丸殼層折射率、厚度及其分布的精密測量對精密ICF物理實(shí)驗(yàn)研究非常重要。由于靶丸尺寸微小、結(jié)構(gòu)特殊、測量精度要求高,因此如何實(shí)現(xiàn)對靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數(shù)測量技術(shù)研究中的重要內(nèi)容。本文針對這一需求,開展了基于白光干涉技術(shù)的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術(shù)研究。精確測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布是激光慣性約束聚變中至關(guān)重要的,對于ICF物理實(shí)驗(yàn)的研究至關(guān)重要。由于靶丸特殊的結(jié)構(gòu)和微小的尺寸,以及測量的高精度要求,如何實(shí)現(xiàn)靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數(shù)測量技術(shù)研究中的重要目標(biāo)。本文就此需求開展了基于白光干涉技術(shù)的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術(shù)的研究。白光干涉膜厚儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。
在初始相位為零的情況下,當(dāng)被測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。為了探測兩個(gè)光束之間的零光程差位置,需要使用精密Z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)。在垂直掃描過程中,可以用探測器記錄下干涉光強(qiáng),得到白光干涉信號(hào)強(qiáng)度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。通過干涉圖像序列中某波長處的白光信號(hào)強(qiáng)度隨光程差變化的示意圖,可以找到光強(qiáng)極大值位置,即為零光程差位置。通過精確確定零光程差位置,可以實(shí)現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量。同時(shí),通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置,也可以獲得被測樣品表面的三維高度。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實(shí)現(xiàn)這一目的。測量膜厚儀行情
它可測量大氣壓下1納米到1毫米范圍內(nèi)的薄膜厚度。測量膜厚儀招商加盟
光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測量方法,分為反射法和透射法兩種類型。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會(huì)引起多光束干涉效應(yīng),不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度一一對應(yīng)。因此,可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學(xué)參數(shù)。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測量多個(gè)參數(shù),并能有效地排除解的多值性,測量范圍廣,是一種無損測量技術(shù)。其缺點(diǎn)是對樣品薄膜表面條件的依賴性強(qiáng),測量穩(wěn)定性較差,因此測量精度不高,對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,這種方法主要用于有機(jī)薄膜的厚度測量。測量膜厚儀招商加盟