在白光干涉中,當光程差為零時,會出現(xiàn)零級干涉條紋。隨著光程差的增加,光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線形成的干涉條紋之間會發(fā)生偏移,疊加后整體效果導致條紋對比度降低。白光干涉原理的測量系統(tǒng)精度高,可以進行測量。采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)具有抗干擾能力強、動態(tài)范圍大、快速檢測和結構簡單緊湊等優(yōu)點。雖然普通的激光干涉與白光干涉有所區(qū)別,但它們也具有許多共同之處。我們可以將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,而在頻域上觀察到的就是不同波長對應的干涉光強變化曲線。白光干涉膜厚儀需要校準。膜厚儀常用解決方案
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向 ,此項技術主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變成為對不同波長光譜的測量 。通過分析被測物體的光譜特性,就能夠得到相應的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,而且也減小了環(huán)境對它的影響。此項技術能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干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物體,反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測器,記錄頻域上的干涉信號。此光譜信號包含了被測表面的信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結合起來,形成了一種精度高而且速度快的測量方法。品牌膜厚儀定做價格白光干涉膜厚儀需要進行校準,并選擇合適的標準樣品。
自上世紀60年代起 ,利用X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測厚系統(tǒng)廣泛應用于西方先進國家的工業(yè)生產(chǎn)線中。20世紀70年代后,為滿足日益增長的質(zhì)檢需求,電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測量技術相繼問世。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取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學檢測技術以高精度、低成本、輕便環(huán)保、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,迅速占領日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場,并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個性化定制產(chǎn)品的能力。其中,對于市場份額占比較大的微米級薄膜,除要求測量系統(tǒng)不僅具有百納米級的測量準確度及分辨力以外,還要求測量系統(tǒng)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。
白光干涉測量技術,也被稱為光學低相干干涉測量技術,使用的是低相干的寬譜光源,例如發(fā)光二極管、超輻射發(fā)光二極管等。同所有的光學干涉原理一樣,白光干涉同樣是通過觀察干涉圖樣的變化來分析干涉光程差的變化,進而通過各種解調(diào)方案實現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點是由于白光光源的相干長度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g),所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值,即中心條紋,與零光程差的位置對應。中心零級干涉條紋的存在使測量有了一個可靠的位置的參考值,從而只用一個干涉儀即可實現(xiàn)對被測物理量的測量,克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實現(xiàn)測量的缺點。同時,相比于其他測量技術,白光干涉測量方法還具有對環(huán)境不敏感、抗干擾能力強、測量的動態(tài)范圍大、結構簡單和成本低廉等優(yōu)點。目前,經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展,白光干涉技術在膜厚、壓力、應變、溫度、位移等等測量領域已經(jīng)得到廣泛的應用。白光干涉膜厚測量技術可以實現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析。
在激光慣性約束核聚變實驗中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進和仿真模擬核聚變實驗過程的基礎,因此如何對靶丸多個參數(shù)進行高精度、同步、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實驗中的關鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測量方法各有利弊,但針對本文實驗,仍然無法滿足激光核聚變技術對靶丸參數(shù)測量的高要求,靶丸參數(shù)測量存在以下問題:不能對靶丸進行破壞性切割測量,否則,被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實驗;需要同時測得靶丸的多個參數(shù),不同參數(shù)的單獨測量,無法提供靶丸制備和核聚變反應過程中發(fā)生的結構變化現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測量標準。靶丸屬于自支撐球形薄膜結構,曲面應力大、難展平的特點導致靶丸與基底不能完全貼合,在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結構。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。高精度膜厚儀行業(yè)應用
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。膜厚儀常用解決方案
白光干涉頻域解調(diào)顧名思義是在頻域分析解調(diào)信號,測量裝置與時域解調(diào)裝置幾乎相同,只需把光強測量裝置換為CCD或者是光譜儀,接收到的信號是光強隨著光波長的分布。由于時域解調(diào)中接收到的信號是一定范圍內(nèi)所有波長的光強疊加,因此將頻譜信號中各個波長的光強疊加,即可得到與它對應的時域接收信號。由此可見,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息,還包含了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中,當兩束相干光的光程差遠大于光源的相干長度時,仍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,能夠?qū)捵V光變成窄帶光譜,從而增加了光譜的相干長度。這一解調(diào)技術的優(yōu)點就是在整個測量系統(tǒng)中沒有使用機械掃描部件,從而在測量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。膜厚儀常用解決方案