薄膜膜厚仪推荐厂家
常用白光垂直扫描干涉系统的原理 :入射的白光光束通过半反半透镜进入到显微干涉物镜后,被分光镜分成两部分,一个部分入射到固定的参考镜,一部分入射到样品表面,当参考镜表面和样品表面的反射光通过分光镜后,再次汇聚发生干涉,干涉光通过透镜后,利用电荷耦合器(CCD)可探测整个视场内双白光光束的干涉图像。利用Z向精密位移台带动干涉镜头或样品台Z向扫描,可获得一系列的干涉图像。根据干涉图像序列中对应点的光强随光程差变化曲线,可得该点的Z向相对位移;然后,由CCD图像中每个像素点光强最大值对应的Z向位置获得被测样品表面的三维形貌。操作需要一定的专业技能和经验,需要进行充分的培训和实践。薄膜膜厚仪推荐厂家
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在初始相位为零的情况下 ,当被测光与参考光之间的光程差为零时,光强度将达到最大值。为探测两个光束之间的零光程差位置,需要精密Z向运动台带动干涉镜头作垂直扫描运动或移动载物台,垂直扫描过程中,用探测器记录下干涉光强,可得白光干涉信号强度与Z向扫描位置(两光束光程差)之间的变化曲线。干涉图像序列中某波长处的白光信号强度随光程差变化示意图,曲线中光强极大值位置即为零光程差位置,通过零过程差位置的精密定位,即可实现样品表面相对位移的精密测量;通过确定最大值对应的Z向位置可获得被测样品表面的三维高度。什么是膜厚仪Michelson干涉仪的光路长度是影响仪器精度的重要因素。
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对同一靶丸相同位置进行白光垂直扫描干涉 ,图4-3是靶丸的垂直扫描干涉示意图,通过控制光学轮廓仪的运动机构带动干涉物镜在垂直方向上的移动,从而测量到光线穿过靶丸后反射到参考镜与到达基底直接反射回参考镜的光线之间的光程差,显然,当一束平行光穿过靶丸后,偏离靶丸中心越远的光线,测量到的有效壁厚越大,其光程差也越大,但这并不表示靶丸壳层的厚度,当垂直穿过靶丸中心的光线测得的光程差才对应靶丸的上、下壳层的厚度。
干涉测量法[9-10]是基于光的干涉原理实现对薄膜厚度测量的光学方法 ,是一种高精度的测量技术。采用光学干涉原理的测量系统一般具有结构简单,成本低廉,稳定性好,抗干扰能力强,使用范围广等优点。对于大多数的干涉测量任务,都是通过薄膜表面和基底表面之间产生的干涉条纹的形状和分布规律,来研究干涉装置中待测物理量引入的光程差或者是位相差的变化,从而达到测量目的。光学干涉测量方法的测量精度可达到甚至优于纳米量级,而利用外差干涉进行测量,其精度甚至可以达到10-3nm量级[11]。根据所使用光源的不同,干涉测量方法又可以分为激光干涉测量和白光干涉测量两大类。激光干涉测量的分辨率更高,但是不能实现对静态信号的测量,只能测量输出信号的变化量或者是连续信号的变化,即只能实现相对测量。而白光干涉是通过对干涉信号中心条纹的有效识别来实现对物理量的测量,是一种测量方式,在薄膜厚度的测量中得到了广泛的应用。总的来说,白光干涉膜厚仪是一种应用很广的测量薄膜厚度的仪器。
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自1986年E.Wolf证明了相关诱导光谱的变化以来 ,人们在理论和实验上展开了讨论和研究。结果表明,动态的光谱位移可以产生新的滤波器,应用于光学信号处理和加密领域。在论文中,我们提出的基于白光干涉光谱单峰值波长移动的解调方案,可以用于当光程差非常小导致其干涉光谱只有一个干涉峰时的信号解调,实现纳米薄膜厚度测量。在频域干涉中,当干涉光程差超过光源相干长度的时候,仍然可以观察到干涉条纹。出现这种现象的原因是白光光源的光谱可以看成是许多单色光的叠加,每一列单色光的相干长度都是无限的。当我们使用光谱仪来接收干涉光谱时,由于光谱仪光栅的分光作用,将宽光谱的白光变成了窄带光谱,从而使相干长度发生变化。操作需要一定的专业基础和经验,需要进行充分的培训和实践。原装膜厚仪免费咨询
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白光干涉频域解调顾名思义是在频域分析解调信号 ,测量装置与时域解调装置几乎相同,只需把光强测量装置换为光谱仪或者是CCD ,接收到的信号是光强随着光波长的分布。由于时域解调中接收到的信号是一定范围内所有波长的光强叠加,因此将频谱信号中各个波长的光强叠加,即可得到与它对应的时域接收信号。由此可见,频域的白光干涉条纹不仅包含了时域白光干涉条纹的所有信息,还包含了时域干涉条纹中没有的波长信息。在频域干涉中,当两束相干光的光程差远大于光源的相干长度时,仍可以在光谱仪上观察到频域干涉条纹。这是由于光谱仪内部的光栅具有分光作用,能够将宽谱光变成窄带光谱,从而增加了光谱的相干长度。这一解调技术的优点就是在整个测量系统中没有使用机械扫描部件,从而在测量的稳定性和可靠性上得到很大的提高。常见的频域解调方法有峰峰值检测法、傅里叶解调法以及傅里叶变换白光干涉解调法等。薄膜膜厚仪推荐厂家
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