潛江膜厚儀主要功能與優(yōu)勢
對同一靶丸相同位置進行白光垂直掃描干涉，圖4-3是靶丸的垂直掃描干涉示意圖，通過控制光學(xué)輪廓儀的運動機構(gòu)帶動干涉物鏡在垂直方向上的移動，從而測量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差，顯然，當一束平行光穿過靶丸后，偏離靶丸中心越遠的光線，測量到的有效壁厚越大，其光程差也越大，但這并不表示靶丸殼層的厚度，當垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應(yīng)靶丸的上、下殼層的厚度。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于材料科學(xué)中的薄膜微結(jié)構(gòu)分析。潛江膜厚儀主要功能與優(yōu)勢
在白光反射光譜探測模塊中，入射光經(jīng)過分光鏡1分光后，一部分光通過物鏡聚焦到靶丸表面，靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)過物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后，一部分光聚焦到光纖端面并到達光譜儀探測器，可實現(xiàn)靶丸殼層白光干涉光譜的測量，一部分光到達CCD探測器，可獲得靶丸表面的光學(xué)圖像。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運動模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉(zhuǎn)位以及靶丸位置的輔助調(diào)整，測量過程中，將靶丸放置于軸系吸嘴前端，通過微型真空泵負壓吸附于吸嘴上；然后，移動位移平臺，將靶丸移動至CCD視場中心，通過Z向位移臺，使靶丸表面成像清晰；利用光譜儀探測靶丸殼層的白光反射光譜；靶丸在軸系的帶動下，平穩(wěn)轉(zhuǎn)位到特定角度，由于軸系的回轉(zhuǎn)誤差，轉(zhuǎn)位后靶丸可能偏移CCD視場中心，此時可通過調(diào)整軸系前端的調(diào)心結(jié)構(gòu)，使靶丸定點位于視場中心并采集其白光反射光譜；重復(fù)以上步驟，可實現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測量。為減少外界干擾和震動而引起的測量誤差，該裝置放置于氣浮平臺上，通過高性能的隔振效果可保證測量結(jié)果的穩(wěn)定性。湖北高速膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)傳感器中的薄膜厚度測量。
白光干涉測量技術(shù)，也被稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù)，使用的是低相干的寬譜光源，例如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。同所有的光學(xué)干涉原理一樣，白光干涉同樣是通過觀察干涉圖樣的變化來分析干涉光程差的變化，進而通過各種解調(diào)方案實現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點是由于白光光源的相干長度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g），所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值，即中心條紋，與零光程差的位置對應(yīng)。中心零級干涉條紋的存在使測量有了一個可靠的位置的參考值，從而只用一個干涉儀即可實現(xiàn)對被測物理量的測量，克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實現(xiàn)測量的缺點。同時，相比于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有對環(huán)境不敏感、抗干擾能力強、測量的動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點。目前，經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。
白光干涉在零光程差處，出現(xiàn)零級干涉條紋，隨著光程差的增加，光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移，疊加的整體效果使條紋對比度下降。測量精度高，可以實現(xiàn)測量,采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)的抗干擾能力強，動態(tài)范圍大，具有快速檢測和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別，但也有很多的共同之處?？梢哉f，白光干涉實際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加，在頻域上觀察到的就是不同波長對應(yīng)的干涉光強變化曲線。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉圖像的分析實現(xiàn)對薄膜的缺陷檢測和分析。
為限度提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率，期望靶丸所有幾何參數(shù)、物性參數(shù)均為理想球?qū)ΨQ狀態(tài)。因此，需要對靶丸殼層厚度分布進行精密的檢測。靶丸殼層厚度常用的測量手法有X射線顯微輻照法、激光差動共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個方法的特點與不足，以及各種測量方法的應(yīng)用領(lǐng)域。白光干涉法[30]是以白光作為光源，寬光譜的白光準直后經(jīng)分光棱鏡分成兩束光，一束光入射到參考鏡。一束光入射到待測樣品。由計算機控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進行掃描，當兩路之間的光程差為零時，在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束，一束光通過光纖傳輸，并由光譜儀收集，另一束則被傳遞到CCD相機，用于樣品觀測。利用光譜分析算法對干涉信號圖進行分析得到薄膜的厚度。該方法能應(yīng)用靶丸殼層壁厚的測量，但是該測量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率，同時，該方法也難以實現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉曲線的分析實現(xiàn)對薄膜的厚度測量。長寧區(qū)高頻膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術(shù)的精度可以達到納米級別。潛江膜厚儀主要功能與優(yōu)勢
論文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實現(xiàn)納米級薄膜厚度準確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點，選擇采用白光干涉的測量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù)，且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應(yīng)，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進一步改善測量的精度，論文還研究了外差干涉測量法，通過引入高精度的相位解調(diào)手段，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。潛江膜厚儀主要功能與優(yōu)勢
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