崇明區(qū)工廠膜厚儀
在納米量級薄膜的各項相關參數(shù)中，薄膜材料的厚度是薄膜設計和制備過程中的重要參數(shù)，是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一，它對于薄膜的光學、力學和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應，使得對其厚度的準確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術人員的探索和研究，新的薄膜厚度測量理論和測量技術不斷涌現(xiàn)，測量方法實現(xiàn)了從手動到自動，有損到無損測量。由于待測薄膜材料的性質(zhì)不同，其適用的厚度測量方案也不盡相同。對于厚度在納米量級的薄膜，利用光學原理的測量技術應用。相比于其他方法，光學測量方法因為具有精度高，速度快，無損測量等優(yōu)勢而成為主要的檢測手段。其中具有代表性的測量方法有橢圓偏振法，干涉法，光譜法，棱鏡耦合法等。白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的厚度和形貌進行聯(lián)合測量和分析。崇明區(qū)工廠膜厚儀
本章主要介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯(lián)用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學厚度，利用白光垂直掃描干涉技術測量光線通過靶丸殼層后的光程增量，二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)。在實驗數(shù)據(jù)處理方面，為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點判讀可能存在干涉級次誤差的問題，提出MATLAB曲線擬合測定極值點波長以及利用干涉級次連續(xù)性進行干涉級次判定的數(shù)據(jù)處理方法。應用碳氫(CH)薄膜對測量結果的可靠性進行了實驗驗證。高頻膜厚儀定做白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉曲線的分析實現(xiàn)對薄膜的厚度和形貌的聯(lián)合測量和分析。
白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動，補償光程差，實現(xiàn)對信號的解調(diào)[44-45]。系統(tǒng)基本結構如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂，作用是將待測的物理量轉換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程，參考臂則通過移動反射鏡來實現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補償。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時，即兩干涉光束為等光程的時候，出現(xiàn)干涉極大值，可以觀察到中心零級干涉條紋，而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素無關，因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強度的因素包括：入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度，但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。
為限度提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率，期望靶丸所有幾何參數(shù)、物性參數(shù)均為理想球對稱狀態(tài)。因此，需要對靶丸殼層厚度分布進行精密的檢測。靶丸殼層厚度常用的測量手法有X射線顯微輻照法、激光差動共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個方法的特點與不足，以及各種測量方法的應用領域。白光干涉法[30]是以白光作為光源，寬光譜的白光準直后經(jīng)分光棱鏡分成兩束光，一束光入射到參考鏡。一束光入射到待測樣品。由計算機控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進行掃描，當兩路之間的光程差為零時，在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束，一束光通過光纖傳輸，并由光譜儀收集，另一束則被傳遞到CCD相機，用于樣品觀測。利用光譜分析算法對干涉信號圖進行分析得到薄膜的厚度。該方法能應用靶丸殼層壁厚的測量，但是該測量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率，同時，該方法也難以實現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測量。白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉曲線的分析實現(xiàn)對薄膜的光學參數(shù)測量。
常用白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理示意圖，入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微干涉物鏡后，被分光鏡分成兩部分，一個部分入射到固定的參考鏡，一部分入射到樣品表面，當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后，再次匯聚發(fā)生干涉，干涉光通過透鏡后，利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內(nèi)雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描，可獲得一系列的干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對應點的光強隨光程差變化曲線，可得該點的Z向相對位移；然后，由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。白光干涉膜厚測量技術可以應用于光學通信中的薄膜透過率測量。智能膜厚儀制造公司
白光干涉膜厚測量技術的精度可以達到納米級別。崇明區(qū)工廠膜厚儀
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。崇明區(qū)工廠膜厚儀
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與激光光源相比以白光的寬光譜光源由于具有短相干長度的特點使得兩光束只有在光程差極小的情況下才能發(fā)生干涉因此不會產(chǎn)生干擾條紋。同時由于白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置避免了干涉級次不確定的問 。
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