光干涉膜厚仪精度
利用包络线法计算薄膜的光学常数和厚度 ,但目前看来包络法还存在很多不足,包络线法需要产生干涉波动,要求在测量波段内存在多个干涉极值点,且干涉极值点足够多,精度才高。理想的包络线是根据联合透射曲线的切点建立的,在没有正确方法建立包络线时,通常使用抛物线插值法建立,这样造成的误差较大。包络法对测量对象要求高,如果薄膜较薄或厚度不足情况下,会造成干涉条纹减少,干涉波峰个数较少,要利用干涉极值点建立包络线就越困难,且利用抛物线插值法拟合也很困难,从而降低该方法的准确度。其次,薄膜吸收的强弱也会影响该方法的准确度,对于吸收较强的薄膜,随干涉条纹减少,极大值与极小值包络线逐渐汇聚成一条曲线,该方法就不再适用。因此,包络法适用于膜层较厚且弱吸收的样品。增加光路长度可以提高仪器分辨率,但同时也会更容易受到振动等干扰,需要采取降噪措施。光干涉膜厚仪精度
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光纤白光干涉测量使用的是宽谱光源 。光源的输出光功率和中心波长的稳定性是光源选取时需要重点考虑的参数。论文所设计的解调系统是通过检测干涉峰值的中心波长的移动实现的,所以光源中心波长的稳定性将对实验结果产生很大的影响。实验中我们所选用的光源是由INPHENIX公司生产的SLED光源,相对于一般的宽带光源具有输出功率高、覆盖光谱范围宽等特点。该光源采用+5V的直流供电,标定中心波长为1550nm,且其输出功率在一定范围内是可调的,驱动电流可以达到600mA。苏州膜厚仪生产商总的来说,白光干涉膜厚仪是一种应用广、具有高精度和可靠性的薄膜厚度测量仪器。
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在纳米量级薄膜的各项相关参数中 ,薄膜材料的厚度是薄膜设计和制备过程中的重要参数,是决定薄膜性质和性能的基本参量之一,它对于薄膜的光学、力学和电磁性能等都有重要的影响[3]。但是由于纳米量级薄膜的极小尺寸及其突出的表面效应,使得对其厚度的准确测量变得困难。经过众多科研技术人员的探索和研究,新的薄膜厚度测量理论和测量技术不断涌现,测量方法实现了从手动到自动,有损到无损测量。由于待测薄膜材料的性质不同,其适用的厚度测量方案也不尽相同。对于厚度在纳米量级的薄膜,利用光学原理的测量技术应用。相比于其他方法,光学测量方法因为具有精度高,速度快,无损测量等优势而成为主要的检测手段。其中具有代表性的测量方法有椭圆偏振法,干涉法,光谱法,棱镜耦合法等。
光谱法是以光的干涉效应为基础的一种薄膜厚度测量方法 ,分为反射法和透射法两类[12]。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射会引起多光束干涉效应,不同特性的薄膜材料的反射率和透过率曲线是不同的,并且在全光谱范围内与厚度之间是一一对应关系。因此,根据这一光谱特性可以得到薄膜的厚度以及光学参数。光谱法的优点是可以同时测量多个参数且可以有效的排除解的多值性,测量范围广,是一种无损测量技术;缺点是对样品薄膜表面条件的依赖性强,测量稳定性较差,因而测量精度不高;对于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,这种方法主要应用于有机薄膜的厚度测量。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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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。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。光干涉膜厚仪精度
可以配合不同的软件进行分析和数据处理,例如建立数据库、统计数据等 。光干涉膜厚仪精度
白光扫描干涉法采用白光为光源 ,压电陶瓷驱动参考镜进行扫描 ,干涉条纹扫过被测面,通过感知相干峰位置来获得表面形貌信息。测量原理图如图1-5所示。而对于薄膜的测量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通过一次测量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,会使提取出来的白光干涉信号出现双峰形式,变得更复杂。另外,由于白光扫描法需要扫描过程,因此测量时间较长而且易受外界干扰。基于图像分割技术的薄膜结构测试方法,实现了对双峰干涉信号的自动分离,实现了薄膜厚度的测量。光干涉膜厚仪精度
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