測膜厚 膜厚儀

為了分析白光反射光譜的測量范圍，進(jìn)行了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，對(duì)于殼層厚度為30μm的靶丸，其白光反射光譜各譜峰非常密集，干涉級(jí)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(hào)強(qiáng)度相對(duì)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(duì)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，需采用紅外寬譜光源和光譜探測器。對(duì)于殼層厚度為μm的靶丸，測量的波峰相對(duì)較少，容易實(shí)現(xiàn)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(hào)之間的光程差差異非常小，以至于光譜信號(hào)中只有一個(gè)干涉波峰，難以使用峰值探測的白光反射光譜方法測量其厚度。為了實(shí)現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量，可采用紫外寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限?？傊?，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器；測膜厚 膜厚儀

基于表面等離子體共振傳感的測量方案 ，利用共振曲線的三個(gè)特征參量—共振角、半高寬和反射率小值，通過反演計(jì)算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時(shí)得到金屬薄膜的介電常數(shù)和厚度，操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時(shí)的共振曲線，由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強(qiáng)度測量方案，測量精度受環(huán)境影響較大，且測量結(jié)果存在多值性的問題，所以我們進(jìn)一步對(duì)偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析，根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實(shí)現(xiàn)厚度測量。測膜厚 膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的非接觸式測量；

光譜擬合法易于應(yīng)用于測量，但由于使用了迭代算法，因此其優(yōu)缺點(diǎn)在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著遺傳算法、模擬退火算法等全局優(yōu)化算法的引入，被用于測量薄膜參數(shù)。該方法需要一個(gè)較好的薄膜光學(xué)模型(包括色散系數(shù)、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng))，但實(shí)際測試過程中薄膜的色散和吸收的公式通常不準(zhǔn)確，特別是對(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。因此，通常使用簡化模型，全光譜擬合法在實(shí)際應(yīng)用中不如極值法有效。此外，該方法的計(jì)算速度慢，不能滿足快速計(jì)算的要求。

光具有傳播的特性，不同波列在相遇的區(qū)域，振動(dòng)將相互疊加，是各列光波獨(dú)自在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)矢量和。兩束光要發(fā)生干涉，應(yīng)必須滿足三個(gè)相干條件，即：頻率一致、振動(dòng)方向一致、相位差恒定。發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動(dòng)加強(qiáng)，而在另一些地方振動(dòng)減弱，產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。任何干涉測量都是完全建立在這種光波典型特性上的。下圖分別表示干涉相長和干涉相消的合振幅。與激光光源相比，白光光源的相干長度在幾微米到幾十微米內(nèi)，通常都很短，更為重要的是，白光光源產(chǎn)生的干涉條紋具有一個(gè)典型的特征：即條紋有一個(gè)固定不變的位置，該固定位置對(duì)應(yīng)于光程差為零的平衡位置，并在該位置白光輸出光強(qiáng)度具有最大值，并通過探測該光強(qiáng)最大值，可實(shí)現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。此外，白光光源具有系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好且動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等基于白光干涉的光學(xué)測量技術(shù)在薄膜三維形貌測量、薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。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；

薄膜在現(xiàn)代光學(xué)、電子、醫(yī)療、能源和建材等技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可以提高器件性能。但是由于薄膜制備工藝和生產(chǎn)環(huán)境等因素的影響，成品薄膜存在厚度分布不均和表面粗糙度大等問題，導(dǎo)致其光學(xué)和物理性能無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重影響其性能和應(yīng)用。因此，需要開發(fā)出精度高、體積小、穩(wěn)定性好的測量系統(tǒng)以滿足微米級(jí)工業(yè)薄膜的在線檢測需求。當(dāng)前的光學(xué)薄膜測厚方法無法同時(shí)兼顧高精度、輕小體積和合理的成本，而具有納米級(jí)測量分辨率的商用薄膜測厚儀器價(jià)格昂貴、體積大，無法滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測量需求。因此，提出了一種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，研發(fā)了小型化、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng)，并提出了一種無需標(biāo)定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計(jì)算算法。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)微米級(jí)工業(yè)薄膜的厚度測量。該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)，操作前需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。光干涉膜厚儀品牌企業(yè)

白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的大范圍測量和分析。測膜厚 膜厚儀

針對(duì)微米級(jí)工業(yè)薄膜厚度測量，開發(fā)了一種基于寬光譜干涉的反射式法測量方法，并研制了適用于工業(yè)應(yīng)用的小型薄膜厚度測量系統(tǒng)，考慮了成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求。該系統(tǒng)結(jié)合了薄膜干涉和光譜共聚焦原理，采用波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型，利用經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換的思想，提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法。該算法能夠有效利用全光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確提取相位變化，抗干擾能力強(qiáng)，能夠排除環(huán)境噪聲等假頻干擾。經(jīng)過對(duì)PVC標(biāo)準(zhǔn)厚度片、PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明該測厚系統(tǒng)具有1~75微米厚度的測量量程和微米級(jí)的測量不確定度，而且無需對(duì)焦，可以在10ms內(nèi)完成單次測量，滿足工業(yè)級(jí)測量需要的高效便捷的應(yīng)用要求。測膜厚 膜厚儀