白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向。此項技術(shù)通過使用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ煌ㄩL光譜的測量,分析被測物體的光譜特性,得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術(shù)相比,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,并減小了環(huán)境對其影響。此項技術(shù)能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測物體入射,反射后再次匯聚合成,并由色散元件分光至探測器,記錄頻域干涉信號。這個光譜信號包含了被測表面信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在光譜信號當中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高且速度快的測量方法。光路長度越長,分辨率越高,但同時也更容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響。品牌膜厚儀量大從優(yōu)
目前,應(yīng)用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式。在Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)中物鏡和被測樣品之間有兩塊平板,一個是涂覆有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樣品之間,從而使物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對而言短一些,其倍率一般為10-50倍,Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測量端相同顯微物鏡,因此沒有額外的光程差。是常用的方法之一。原裝膜厚儀生產(chǎn)商操作需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗,需要進行充分的培訓和實踐。
該文主要研究了以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象,實現(xiàn)納米級薄膜厚度準確測量的可行性,主要涉及三種方法,分別是白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法。由于不同材料薄膜的特性不同,所適用的測量方法也不同。對于折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導體鍺膜,選擇采用白光干涉的測量方法;而對于厚度更薄的金膜,其折射率為復數(shù),且能夠激發(fā)表面等離子體效應(yīng),因此采用基于表面等離子體共振的測量方法。為了進一步提高測量精度,論文還研究了外差干涉測量法,通過引入高精度的相位解調(diào)手段并檢測P光和S光之間的相位差來提高厚度測量的精度。
根據(jù)以上分析,白光干涉時域解調(diào)方案的優(yōu)點如下:①能夠?qū)崿F(xiàn)測量;②抗干擾能力強,系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動、光源波長的漂移以及外界環(huán)境對光纖的擾動等因素無關(guān);③測量精度與零級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)簡單,成本較低。但是,時域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動干涉儀一端的反射鏡來進行相位補償,因此掃描裝置的分辨率會影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測量分辨率一般在幾個微米,要達到亞微米的分辨率則主要受機械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性所限制。文獻[46]報道的位移掃描的分辨率可以達到0.54微米。然而,當所測光程差較小時,F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近,難以區(qū)分,此時時域解調(diào)方案的應(yīng)用受到了限制。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。
為了提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率,需要確保靶丸所有幾何參數(shù)和物性參數(shù)都符合理想的球?qū)ΨQ狀態(tài),因此需要對靶丸殼層厚度分布進行精密檢測。常用的測量手法有X射線顯微輻照法、激光差動共焦法和白光干涉法等。白光干涉法是以白光作為光源,分成入射到參考鏡和待測樣品的兩束光,在計算機管控下進行掃描和干涉信號分析,得到膜的厚度信息。該方法適用于靶丸殼層厚度的測量,但需要已知殼層材料的折射率,且難以實現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測量。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,其性能和功能會得到提高和擴展。小型膜厚儀常見問題
在半導體、光學、電子、化學等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,有助于研究和開發(fā)新產(chǎn)品。品牌膜厚儀量大從優(yōu)
自上世紀60年代開始,西方的工業(yè)生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用基于X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測厚系統(tǒng)。隨著質(zhì)檢需求的不斷增長,20世紀70年代后,電渦流、超聲波、電磁電容、晶體振蕩等多種膜厚測量技術(shù)相繼問世。90年代中期,隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)的出現(xiàn),光學檢測技術(shù)也不斷更新迭代,以橢圓偏振法和光度法為主導的高精度、低成本、輕便、高速穩(wěn)固的光學檢測技術(shù)迅速占領(lǐng)日用電器和工業(yè)生產(chǎn)市場,并發(fā)展出了個性化定制產(chǎn)品的能力。對于市場占比較大的微米級薄膜,除了要求測量系統(tǒng)具有百納米級的測量準確度和分辨率之外,還需要在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場下具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。品牌膜厚儀量大從優(yōu)