光鏡和參考板組成,光源發(fā)出的光經(jīng)過顯微鏡后被分光棱鏡分成兩部分,一束作為參考光入射到參考鏡并反射,另一束作為測量光入射到樣品表面被反射,兩束反射光反射到分光棱鏡并發(fā)生干涉。由于實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)節(jié)樣品與被測樣品的角度,以便更好進(jìn)行測量,5XMichelson型干涉物鏡可以通過其配置的兩個(gè)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié),旋鈕能夠在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)參考鏡角度,可以調(diào)節(jié)到理想角度。光纖在測試系統(tǒng)中負(fù)責(zé)傳光,將顯微鏡視場干涉信號(hào)傳輸?shù)轿⑿凸庾V儀。系統(tǒng)選用光纖為海洋光學(xué)公司生產(chǎn)的高級(jí)光纖組件,光纖連接線的內(nèi)層為硅樹脂包裹的單線鋼圈,外層為諾梅克斯編織物,以求更好地減輕應(yīng)力并起到有效的保護(hù)作用。該組件末段是易于操作的金屬環(huán)---高精密度的SMA連接器。光纖一端與適配器連接,另一端與微型光譜儀連接,以將干涉光信號(hào)傳入光譜儀中。膜厚儀的干涉測量能力較高,可以提供精確和可信的膜層厚度測量結(jié)果。國產(chǎn)膜厚儀技術(shù)指導(dǎo)
靶丸殼層折射率 、厚度及其分布參數(shù)是激光慣性約束聚變(ICF)物理實(shí)驗(yàn)中非常關(guān)鍵的參數(shù),精密測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布對(duì)ICF精密物理實(shí)驗(yàn)研究具有非常重要的意義。由于靶丸尺寸微?。▉喓撩琢考?jí))、結(jié)構(gòu)特殊(球形結(jié)構(gòu))、測量精度要求高,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)研究中重要的研究內(nèi)容。本論文針對(duì)靶丸殼層折射率及厚度分布的精密測量需求,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。高精度膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制。
該文主要研究了以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象,實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)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(duì)于折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導(dǎo)體鍺膜,選擇采用白光干涉的測量方法;而對(duì)于厚度更薄的金膜,其折射率為復(fù)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(jìn)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。
在激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)對(duì)靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實(shí)驗(yàn)過程至關(guān)重要。然而,如何對(duì)靶丸多個(gè)參數(shù)進(jìn)行同步、高精度、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵問題。雖然已有多種薄膜厚度及折射率的測量方法,但仍然無法滿足激光核聚變技術(shù)對(duì)靶丸參數(shù)測量的高要求。此外,靶丸的參數(shù)測量存在以下問題:不能對(duì)靶丸進(jìn)行破壞性切割測量,否則被破壞的靶丸無法用于后續(xù)工藝處理或打靶實(shí)驗(yàn);需要同時(shí)測得靶丸的多個(gè)參數(shù),因?yàn)椴煌瑓?shù)的單獨(dú)測量無法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化的現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測量標(biāo)準(zhǔn)。由于靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),曲面應(yīng)力大、難以展平,因此靶丸與基底不能完全貼合,可在微觀區(qū)域內(nèi)視作類薄膜結(jié)構(gòu)。白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。
在白光干涉中,當(dāng)光程差為零時(shí),會(huì)出現(xiàn)零級(jí)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(huì)發(fā)生偏移,疊加后整體效果導(dǎo)致條紋對(duì)比度降低。白光干涉原理的測量系統(tǒng)精度高,可以進(jìn)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(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍大、快速檢測和結(jié)構(gòu)簡單緊湊等優(yōu)點(diǎn)。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(shí)域上的相干疊加,而在頻域上觀察到的就是不同波長對(duì)應(yīng)的干涉光強(qiáng)變化曲線。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。防水膜厚儀出廠價(jià)
可以配合不同的軟件進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等 。國產(chǎn)膜厚儀技術(shù)指導(dǎo)
光譜擬合法易于測量具有應(yīng)用領(lǐng)域 ,由于使用了迭代算法,因此該方法的優(yōu)缺點(diǎn)在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著各種全局優(yōu)化算法的引入,遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數(shù)的測量。其缺點(diǎn)是不夠?qū)嵱?,該方法需要一個(gè)較好的薄膜的光學(xué)模型(包括色散系數(shù)、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng)),但是在實(shí)際測試過程中,薄膜的色散和吸收的公式通常不準(zhǔn)確,尤其是對(duì)于多層膜體系,建立光學(xué)模型非常困難,無法用公式準(zhǔn)確地表示出來。在實(shí)際應(yīng)用中只能使用簡化模型,因此,通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計(jì)算速度慢也不能滿足快速計(jì)算的要求。國產(chǎn)膜厚儀技術(shù)指導(dǎo)