长宁区小型膜厚仪
采用峰峰值法处理光谱数据时,被测光程差的分辨率取决于光谱仪或CCD的分辨率。我们只需获得相邻的两干涉峰值处的波长信息即可得出光程差,不必关心此波长处的光强大小,从而降低数据处理的难度。也可以利用多组相邻的干涉光谱极值对应的波长来分别求出光程差,然后再求平均值作为测量光程差,这样可以提高该方法的测量精度。但是,峰峰值法存在着一些缺点:当使用宽带光源作为输入光源时,接收光谱中不可避免地叠加有与光源同分布的背景光,从而引起峰值处波长的改变,引入测量误差。同时,当两干涉信号之间的光程差很小,导致其干涉光谱只有一个干涉峰的时候,此法便不再适用。白光干涉膜厚测量技术可以应用于不同材料的薄膜的研究和制造中。长宁区小型膜厚仪
白光干涉测量技术,也被称为光学低相干干涉测量技术,使用的是低相干的宽谱光源,例如超辐射发光二极管、发光二极管等。同所有的光学干涉原理一样,白光干涉同样是通过观察干涉图样的变化来分析干涉光程差的变化,进而通过各种解调方案实现对待测物理量的测量。采用宽谱光源的优点是由于白光光源的相干长度很小(一般为几微米到几十微米之间),所有波长的零级干涉条纹重合于主极大值,即中心条纹,与零光程差的位置对应。中心零级干涉条纹的存在使测量有了一个可靠的位置的参考值,从而只用一个干涉仪即可实现对被测物理量的测量,克服了传统干涉仪无法实现测量的缺点。同时,相比于其他测量技术,白光干涉测量方法还具有对环境不敏感、抗干扰能力强、测量的动态范围大、结构简单和成本低廉等优点。目前,经过几十年的研究与发展,白光干涉技术在膜厚、压力、温度、应变、位移等等测量领域已经得到广泛的应用。常用膜厚仪的用途和特点白光干涉膜厚测量技术可以对不同材料的薄膜进行联合测量和分析。
靶丸壳层折射率、厚度及其分布参数是激光惯性约束聚变(ICF)物理实验中非常关键的参数,精密测量靶丸壳层折射率、厚度及其分布对ICF精密物理实验研究具有非常重要的意义。由于靶丸尺寸微小(亚毫米量级)、结构特殊(球形结构)、测量精度要求高,如何实现靶丸壳层折射率及其厚度分布的精密测量是靶参数测量技术研究中重要的研究内容。本论文针对靶丸壳层折射率及厚度分布的精密测量需求,开展了基于白光干涉技术的靶丸壳层折射率及厚度分布测量技术研究。
基于白光干涉光谱单峰值波长移动的锗膜厚度测量方案研究:在对比研究目前常用的白光干涉测量方案的基础上,我们发现当两干涉光束的光程差非常小导致其干涉光谱只有一个干涉峰时,常用的基于两相邻干涉峰间距的解调方案不再适用。为此,我们提出了适用于极小光程差的基于干涉光谱单峰值波长移动的测量方案。干涉光谱的峰值波长会随着光程差的增大出现周期性的红移和蓝移,当光程差在较小范围内变化时,峰值波长的移动与光程差成正比。根据这一原理,搭建了光纤白光干涉温度传感系统对这一测量解调方案进行验证,得到了光纤端面半导体锗薄膜的厚度。实验结果显示锗膜的厚度为,与台阶仪测量结果存在,这是因为薄膜表面本身并不光滑,台阶仪的测量结果只能作为参考值。锗膜厚度测量误差主要来自光源的波长漂移和温度控制误差。白光干涉膜厚测量技术可以对薄膜的厚度和形貌进行联合测量和分析。
论文主要以半导体锗和贵金属金两种材料为对象,研究了白光干涉法、表面等离子体共振法和外差干涉法实现纳米级薄膜厚度准确测量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同,所适用的测量方法也不同。半导体锗膜具有折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的特点,选择采用白光干涉的测量方法;而厚度更薄的金膜的折射率为复数,且能激发的表面等离子体效应,因而可借助基于表面等离子体共振的测量方法;为了进一步改善测量的精度,论文还研究了外差干涉测量法,通过引入高精度的相位解调手段,检测P光与S光之间的相位差提升厚度测量的精度。白光干涉膜厚测量技术是一种测量薄膜厚度的方法。长宁区小型膜厚仪
白光干涉膜厚测量技术可以在不同环境下进行测量。长宁区小型膜厚仪
干涉法与分光光度法都是利用相干光形成等厚干涉条纹的原理来确定薄膜厚度和折射率,然而与薄膜自发产生的等倾干涉不同,干涉法是通过设置参考光路,形成与测量光路间的干涉条纹,因此其相位信息包含两个部分,分别是由参考平面和测量平面间扫描高度引起的附加相位和由透明薄膜内部多次反射引起的膜厚相位。干涉法测量光路使用面阵CCD接收参考平面和测量平面间相干波面的干涉光强分布,不同于以上三种点测量方式,可一次性生成薄膜待测区域的表面形貌信息,但同时由于存在大量轴向扫描和数据解算,完成单次测量的时间相对较长。长宁区小型膜厚仪
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