采用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時,被測光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需獲得相鄰的兩干涉峰值處的波長信息即可得出光程差,不必關(guān)心此波長處的光強(qiáng)大小,從而降低數(shù)據(jù)處理的難度。也可以利用多組相鄰的干涉光譜極值對應(yīng)的波長來分別求出光程差,然后再求平均值作為測量光程差,這樣可以提高該方法的測量精度。但是,峰峰值法存在著一些缺點(diǎn):當(dāng)使用寬帶光源作為輸入光源時,接收光譜中不可避免地疊加有與光源同分布的背景光,從而引起峰值處波長的改變,引入測量誤差。同時,當(dāng)兩干涉信號之間的光程差很小,導(dǎo)致其干涉光譜只有一個干涉峰的時候,此法便不再適用。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的大范圍測量和分析。常用膜厚儀供應(yīng)鏈
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特征參量—共振角、半高寬和反射率小值,通過反演計算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時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。沈陽防水膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于電子顯示器中的薄膜厚度測量。
薄膜作為重要元件,通常使用金屬、合金、化合物、聚合物等作為其主要基材,品類涵蓋光學(xué)膜、電隔膜、阻隔膜、保護(hù)膜、裝飾膜等多種功能性薄膜,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。常用薄膜的厚度范圍從納米級到微米級不等。納米和亞微米級薄膜主要是基于干涉效應(yīng)調(diào)制的光學(xué)薄膜,包括各種增透增反膜、偏振膜、干涉濾光片和分光膜等。部分薄膜經(jīng)特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等特性,對通訊、顯示、存儲等領(lǐng)域內(nèi)光學(xué)儀器的質(zhì)量起決定性作用[1-3],如平面顯示器使用的ITO鍍膜,太陽能電池表面的SiO2減反射膜等。微米級以上的薄膜以工農(nóng)業(yè)薄膜為主,多使用聚酯材料,具有易改性、可回收、適用范圍廣等特點(diǎn)。例如6微米厚度以下的電容器膜,20微米厚度以下的大部分包裝印刷用薄膜,25~38微米厚的建筑玻璃貼膜及汽車貼膜,以及厚度為25~65微米的防偽標(biāo)牌及拉線膠帶等。微米級薄膜利用其良好的延展、密封、絕緣特性,遍及食品包裝、表面保護(hù)、磁帶基材、感光儲能等應(yīng)用市場,加工速度快,市場占比高。
利用包絡(luò)線法計算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度,但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足,包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動,要求在測量波段內(nèi)存在多個干涉極值點(diǎn),且干涉極值點(diǎn)足夠多,精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的,在沒有正確方法建立包絡(luò)線時,通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對測量對象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,會造成干涉條紋減少,干涉波峰個數(shù)較少,要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難,且利用拋物線插值法擬合也很困難,從而降低該方法的準(zhǔn)確度。其次,薄膜吸收的強(qiáng)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度,對于吸收較強(qiáng)的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線,該方法就不再適用。因此,包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的厚度和形貌進(jìn)行聯(lián)合測量和分析。
光學(xué)測厚方法集光學(xué)、機(jī)械、電子、計算機(jī)圖像處理技術(shù)為一體,以其光波長為測量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級的測量精度。同時,光學(xué)測厚作為非接觸式的測量方法,被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。其中,薄膜厚度光學(xué)測量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法,其適用范圍各有側(cè)重,褒貶不一。因此結(jié)合多種測量方法的多通道式復(fù)合測量法也有研究,如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法,彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測量。沈陽防水膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對薄膜的形貌變化的測量和分析。常用膜厚儀供應(yīng)鏈
白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機(jī)械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動,補(bǔ)償光程差,實(shí)現(xiàn)對信號的解調(diào)[44-45]。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補(bǔ)償。當(dāng)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?zé)o關(guān),因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強(qiáng)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(qiáng)度,但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。常用膜厚儀供應(yīng)鏈