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嘉定區(qū)膜厚儀

發(fā)布時間:2024-12-16 09:52:04   來源:金豬同盟(大連)科技有限公司   閱覽次數(shù):97次   

薄膜作為改善器件性能的重要途徑,被廣泛應(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。受薄膜制備工藝及生產(chǎn)環(huán)境影響,成品薄膜存在厚度分布不均、表面粗糙度大等問題,導(dǎo)致其光學(xué)及物理性能達不到設(shè)計要求,嚴重影響成品的性能及應(yīng)用。隨著薄膜生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展,準確測量和科學(xué)評價薄膜特性作為研究熱點,也引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。厚度作為關(guān)鍵指標直接影響薄膜工作特性,合理監(jiān)控薄膜厚度對于及時調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù)、降低加工成本、提高生產(chǎn)效率及企業(yè)競爭力等具有重要作用和深遠意義。然而,對于市場份額占比大的微米級工業(yè)薄膜,除要求測量系統(tǒng)不僅具有百納米級的測量精度之外,還要求具備體積小、穩(wěn)定性好的特點,以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的在線檢測需求。目前光學(xué)薄膜測厚方法仍無法兼顧高精度、輕小體積,以及合理的系統(tǒng)成本,而具備納米級測量分辨力的商用薄膜測厚儀器往往價格昂貴、體積較大,且無法響應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測量需求?;谝陨戏治?,本課題提出基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測量解決方案,研制小型化、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng),并提出無需標定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計算算法。研發(fā)的系統(tǒng)可以實現(xiàn)微米級工業(yè)薄膜的厚度測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析。嘉定區(qū)膜厚儀

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白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化,從而得到被測物體的信息。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測表面的反射光發(fā)生干涉,再使用相移的方法調(diào)制相位,利用干涉場中光強的變化計算出其每個數(shù)據(jù)點的初始相位,但是這樣得到的相位是位于(-π,+π]間,所以得到的是不連續(xù)的相位。因此,需要進行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位。再利用高度與相位的信息求出被測物體的表面形貌。單色光相移法具有測量速度快、測量分辨力高、對背景光強不敏感等優(yōu)點。但是,由于單色光干涉無法確定干涉條紋的零級位置。因此,在相位解包裹中無法得到相位差的周期數(shù),所以只能假定相位差不超過一個周期,相當于測試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長[27]。這就限制了其測量的范圍,使它只能測試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu)。南充高精度膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的三維成像和分析。

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針對靶丸自身獨特的特點及極端實驗條件需求,使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復(fù)雜。如何精確地測定靶丸的光學(xué)參數(shù),一直是激光聚變研究者非常關(guān)注的課題。由于光學(xué)測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)越性,靶丸參數(shù)測量通常采用光學(xué)測量方式。常用的光學(xué)參數(shù)測量手段很多,目前,常用于測量靶丸幾何參數(shù)或光學(xué)參數(shù)的測量方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動共焦法等。靶丸殼層折射率是沖擊波分時調(diào)控實驗研究中的重要參數(shù),因此,精密測量靶丸殼層折射率十分有意義。而常用的折射率測量方法[13],如橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。

微納制造技術(shù)的發(fā)展推動著檢測技術(shù)向微納領(lǐng)域進軍,微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件中的重要組成部分,在半導(dǎo)體、醫(yī)學(xué)、航天航空、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,由于其微小和精細的特征,傳統(tǒng)檢測方法不能滿足要求。白光干涉法具有非接觸、無損傷、高精度等特點,被廣泛應(yīng)用在微納檢測領(lǐng)域,另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優(yōu)點。因此,本文提出了白光干涉光譜測量方法并搭建了測量系統(tǒng)。和傳統(tǒng)白光掃描干涉方法相比,其特點是具有較強的環(huán)境噪聲抵御能力,并且測量速度較快。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進行測量。

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白光光譜法克服了干涉級次的模糊識別問題,具有動態(tài)測量范圍大,連續(xù)測量時波動范圍小的特點,但在實際測量中,由于測量誤差、儀器誤差、擬合誤差等因素,干涉級次的測量精度仍其受影響,會出現(xiàn)干擾級次的誤判和干擾級次的跳變現(xiàn)象。導(dǎo)致公式計算得到的干擾級次m值與實際譜峰干涉級次m'(整數(shù))之間有誤差。為得到準確的干涉級次,本文依據(jù)干涉級次的連續(xù)特性設(shè)計了以下校正流程圖,獲得了靶丸殼層光學(xué)厚度的精確值。導(dǎo)入白光干涉光譜測量曲線。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。南充高精度膜厚儀

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。嘉定區(qū)膜厚儀

光具有傳播的特性,不同波列在相遇的區(qū)域,振動將相互疊加,是各列光波獨自在該點所引起的振動矢量和。兩束光要發(fā)生干涉,應(yīng)必須滿足三個相干條件,即:頻率一致、振動方向一致、相位差穩(wěn)定一致。發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動加強,而在另一些地方振動減弱,產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。任何干涉測量都是完全建立在這種光波典型特性上的。下圖分別表示干涉相長和干涉相消的合振幅。與激光光源相比,白光光源的相干長度在幾微米到幾十微米內(nèi),通常都很短,更為重要的是,白光光源產(chǎn)生的干涉條紋具有一個典型的特征:即條紋有一個固定不變的位置,該固定位置對應(yīng)于光程差為零的平衡位置,并在該位置白光輸出光強度具有最大值,并通過探測該光強最大值,可實現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。此外,白光光源具有系統(tǒng)抗干擾能力強、穩(wěn)定性好且動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉等優(yōu)點。因此,白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等基于白光干涉的光學(xué)測量技術(shù)在薄膜三維形貌測量、薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。嘉定區(qū)膜厚儀

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