白光干涉時(shí)域解調(diào)方案通過(guò)機(jī)械掃描部件驅(qū)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)。該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩個(gè)輸出臂分別作為參考臂和測(cè)量臂，用于將待測(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)物理量的變化而增加未知光程差，參考臂則通過(guò)移動(dòng)反射鏡來(lái)補(bǔ)償測(cè)量臂所引入的光程差。當(dāng)干涉儀兩臂光程差ΔL=0時(shí)，即兩個(gè)干涉光束的光程相等時(shí)，將出現(xiàn)干涉極大值，觀察到中心零級(jí)干涉條紋，這種現(xiàn)象與外界的干擾因素?zé)o關(guān)，因此可以利用它來(lái)獲取待測(cè)物理量的值。會(huì)影響輸出信號(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。雖然外界環(huán)境的擾動(dòng)會(huì)影響輸出信號(hào)的強(qiáng)度，但對(duì)于零級(jí)干涉條紋的位置并不會(huì)造成影響。
它可測(cè)量大氣壓下1納米到1毫米范圍內(nèi)的薄膜厚度。白光干涉膜厚儀推薦廠家
本文研究的鍺膜厚度約為300nm，導(dǎo)致白光干涉輸出的光譜只有一個(gè)干涉峰，無(wú)法采用常規(guī)的基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案，如峰峰值法等。為此，研究人員提出了一種基于單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的白光干涉測(cè)量方案，并設(shè)計(jì)制作了膜厚測(cè)量系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，峰值波長(zhǎng)和溫度變化之間存在很好的線性關(guān)系。利用該方案，研究人員成功測(cè)量了實(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm，實(shí)驗(yàn)誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長(zhǎng)漂移。該論文通過(guò)對(duì)納米級(jí)薄膜厚度測(cè)量方案的研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍺膜和金膜厚度的測(cè)量，并主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于提出了基于白光干涉單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的解調(diào)方案，并將其應(yīng)用于極短光程差的測(cè)量。防護(hù)膜厚儀膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。
對(duì)同一靶丸相同位置進(jìn)行白光垂直掃描干涉，建立靶丸的垂直掃描干涉裝置，通過(guò)控制光學(xué)輪廓儀的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)干涉物鏡在垂直方向上的移動(dòng)，從而測(cè)量到光線穿過(guò)靶丸后反射到參考鏡與到達(dá)基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差，顯然，當(dāng)一束平行光穿過(guò)靶丸后，偏離靶丸中心越遠(yuǎn)的光線，測(cè)量到的有效壁厚越大，其光程差也越大，但這并不表示靶丸殼層的厚度，存在誤差，穿過(guò)靶丸中心的光線測(cè)得的光程差才對(duì)應(yīng)靶丸的上、下殼層的厚度。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向，此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過(guò)分析被測(cè)物體的光譜特性，就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù)，它不需要大量的掃描過(guò)程，因此提高了測(cè)量效率，而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白光干涉光譜法是基于頻域干涉的理論，采用白光作為寬波段光源，經(jīng)過(guò)分光棱鏡，被分成兩束光，這兩束光分別入射到參考面和被測(cè)物體，反射回來(lái)后經(jīng)過(guò)分光棱鏡合成后，由色散元件分光至探測(cè)器，記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息，如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái)，形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法。白光干涉膜厚儀需要進(jìn)行校準(zhǔn)，并選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品。
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盡相同，因而多種測(cè)量方法各有優(yōu)劣，難以一概而論。，按照薄膜厚度的增加，適用的測(cè)量方式分別為分光光度法、橢圓偏振法、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?；诎坠飧缮嬖淼墓鈱W(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)。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對(duì)于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。膜厚儀制造廠家
操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)和實(shí)踐。白光干涉膜厚儀推薦廠家
白光掃描干涉法利用白光作為光源，通過(guò)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考鏡進(jìn)行掃描，將干涉條紋掃過(guò)被測(cè)面，并通過(guò)感知相干峰位置來(lái)獲取表面形貌信息。測(cè)量原理如圖1-5所示。然而，在對(duì)薄膜進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其上下表面的反射會(huì)導(dǎo)致提取出的白光干涉信號(hào)呈現(xiàn)雙峰形式，變得更為復(fù)雜。此外，由于白光掃描干涉法需要進(jìn)行掃描過(guò)程，因此測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，且易受外界干擾?；趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測(cè)試方法能夠自動(dòng)分離雙峰干涉信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度的測(cè)量。白光干涉膜厚儀推薦廠家