微納制造技術(shù)的發(fā)展推動著檢測技術(shù)向微納領(lǐng)域進(jìn)軍,，微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件中的重要組成部分,，在半導(dǎo)體,、醫(yī)學(xué),、航天航空,、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,，由于其微小和精細(xì)的特征,，傳統(tǒng)檢測方法不能滿足要求,。白光干涉法具有非接觸,、無損傷、高精度等特點(diǎn),，被廣泛應(yīng)用在微納檢測領(lǐng)域,，另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優(yōu)點(diǎn),。因此,，本文提出了白光干涉光譜測量方法并搭建了測量系統(tǒng)。和傳統(tǒng)白光掃描干涉方法相比,，其特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力,，并且測量速度較快,。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉曲線的分析實(shí)現(xiàn)對薄膜的光學(xué)參數(shù)和厚度分布的聯(lián)合測量和分析。徐州膜厚儀生產(chǎn)廠家哪家好

傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號解調(diào)方法,。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,，用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào)。因此,，該解調(diào)方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,，進(jìn)而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是解調(diào)速度較快,，受干擾信號的影響較小,。但是其測量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號處理FFT（快速傅里葉變換）理論,，若輸入光源波長范圍為[]λ1,λ2,，則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1)，所以此方法主要應(yīng)用于對解調(diào)精度要求不高的場合,。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進(jìn),。該方法總結(jié)起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換，然后濾波,、提取主頻信號后進(jìn)行逆傅里葉變換,，然后做對數(shù)運(yùn)算，并取其虛部做相位反包裹運(yùn)算,，由獲得的相位得到干涉儀的光程差,。該方法經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明其測量精度比傅里葉變換高。漯河膜厚儀廠家現(xiàn)貨白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜表面形貌的測量,。

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(jìn)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(dāng)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(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)隨光程差變化曲線,，可得該點(diǎn)的Z向相對位移,；然后，由CCD圖像中每個像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對應(yīng)的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌,。

薄膜作為改善器件性能的重要途徑,，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代光學(xué),、電子,、醫(yī)療,、能源、建材等技術(shù)領(lǐng)域,。受薄膜制備工藝及生產(chǎn)環(huán)境影響,，成品薄膜存在厚度分布不均、表面粗糙度大等問題,，導(dǎo)致其光學(xué)及物理性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,，嚴(yán)重影響成品的性能及應(yīng)用。隨著薄膜生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展,，準(zhǔn)確測量和科學(xué)評價(jià)薄膜特性作為研究熱點(diǎn),，也引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。厚度作為關(guān)鍵指標(biāo)直接影響薄膜工作特性,，合理監(jiān)控薄膜厚度對于及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù),、降低加工成本、提高生產(chǎn)效率及企業(yè)競爭力等具有重要作用和深遠(yuǎn)意義,。然而,，對于市場份額占比大的微米級工業(yè)薄膜，除要求測量系統(tǒng)不僅具有百納米級的測量精度之外,，還要求具備體積小,、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的在線檢測需求,。目前光學(xué)薄膜測厚方法仍無法兼顧高精度,、輕小體積，以及合理的系統(tǒng)成本,，而具備納米級測量分辨力的商用薄膜測厚儀器往往價(jià)格昂貴,、體積較大，且無法響應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測量需求,?；谝陨戏治觯菊n題提出基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測量解決方案,，研制小型化,、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng)，并提出無需標(biāo)定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計(jì)算算法,。研發(fā)的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)微米級工業(yè)薄膜的厚度測量,。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)涂層中的薄膜反射率測量。

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來,，人們在理論和實(shí)驗(yàn)上展開了討論和研究,。結(jié)果表明,，動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器，應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域,。在論文中,，我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案，可以用于當(dāng)光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個干涉峰時(shí)的信號解調(diào),，實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測量,。在頻域干涉中，當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度的時(shí)候,，仍然可以觀察到干涉條紋,。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加，每一列單色光的相干長度都是無限的,。當(dāng)我們使用光譜儀來接收干涉光譜時(shí),，由于光譜儀光柵的分光作用，將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,，從而使相干長度發(fā)生變化,。白光干涉膜厚測量技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。漯河膜厚儀廠家現(xiàn)貨

白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)通信中的薄膜透過率測量,。徐州膜厚儀生產(chǎn)廠家哪家好

為了分析白光反射光譜的測量范圍,，開展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實(shí)驗(yàn)。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測量曲線,，如圖所示,，對于殼層厚度30μm的靶丸，其白光反射光譜各譜峰非常密集,、干涉級次數(shù)值大,；此外，由于靶丸殼層的吸收,，壁厚較大的靶丸信號強(qiáng)度相對較弱,。隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步增加，其白光反射光譜各譜峰將更加密集,，難以實(shí)現(xiàn)對各干涉譜峰波長的測量,。為實(shí)現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量，需采用紅外的寬譜光源和光譜探測器,。對于殼層厚度為μm的靶丸,，測量的波峰相對較少，容易實(shí)現(xiàn)靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長的準(zhǔn)確測量,；隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步減小,，兩干涉信號之間的光程差差異非常小，以至于他們的光譜信號中只有一個干涉波峰，基于峰值探測的白光反射光譜方法難以實(shí)現(xiàn)其厚度的測量,；為實(shí)現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,，可采用紫外的寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。徐州膜厚儀生產(chǎn)廠家哪家好

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