本地膜厚儀制造公司

來源: 發(fā)布時間:2024-03-08

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來,人們開始在理論和實驗上進行探討和研究。結(jié)果表明,動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,可應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,可應(yīng)用于當兩光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個干涉峰的信號解調(diào),實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當干涉光程差超過光源相干長度時,仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因為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。當使用光譜儀接收干涉光譜時,由于光譜儀光柵的分光作用,寬光譜的白光變成了窄帶光譜,導(dǎo)致相干長度發(fā)生變化。標準樣品的選擇和使用對于保持儀器準確度至關(guān)重要。本地膜厚儀制造公司

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白光干涉在零光程差處,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)的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移,疊加的整體效果使條紋對比度下降。測量精度高,可以實現(xiàn)測量,采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)的抗干擾能力強,動態(tài)范圍大,具有快速檢測和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,但也有許多相似之處??梢哉f,白光干涉實際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,在頻域上觀察到的就是不同波長對應(yīng)的干涉光強變化曲線。國內(nèi)膜厚儀定做當光路長度增加,儀器的分辨率越高,也越容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響,需采取一些減小噪聲的措施。

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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。

本文研究的鍺膜厚度約為300nm,導(dǎo)致白光干涉輸出的光譜只有一個干涉峰,無法采用常規(guī)的基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案,如峰峰值法等。為此,研究人員提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設(shè)計制作了膜厚測量系統(tǒng)。經(jīng)實驗證明,峰值波長和溫度變化之間存在很好的線性關(guān)系。利用該方案,研究人員成功測量了實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長漂移。該論文通過對納米級薄膜厚度測量方案的研究,實現(xiàn)了對鍺膜和金膜厚度的測量,并主要創(chuàng)新點在于提出了基于白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案,并將其應(yīng)用于極短光程差的測量。白光干涉膜厚儀的工作原理是基于膜層與底材的反射率及其相位差,通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度。

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2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,k=1,2,3,4,5...(1)

2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,k=0,1,2,3,4,...(2)

當膜的厚度e與波長A不可比擬時,有下列情況出現(xiàn):(1)膜厚e遠遠大于波長^時,由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度.因而不能相遇,故不能發(fā)生干涉…,沒有明紋或暗紋出現(xiàn).(2)膜厚e遠遠小于波長^時,相干條件(1),(2)式中e一0,2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響,而膜厚e和入射角i實際上對光程差已沒有貢獻.若半波損失∥存在,就發(fā)生相消干涉,反之,就發(fā)生相長干涉…,故觀察到的要么全是明紋,要么全是暗紋. 白光干涉膜厚儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。國產(chǎn)膜厚儀的用途和特點

它可測量大氣壓下1納米到1毫米范圍內(nèi)的薄膜厚度。本地膜厚儀制造公司

白光干涉測量技術(shù),也被稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù),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(xué)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小(一般為幾微米到幾十微米之間),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(yīng)。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(shù),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(jié)構(gòu)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(shù)在膜厚、壓力、應(yīng)變、溫度、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。本地膜厚儀制造公司