干涉測(cè)量法是一種基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測(cè)量的光學(xué)方法,是一種高精度的測(cè)量技術(shù),其采用光學(xué)干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)干涉測(cè)量任務(wù),都是通過(guò)分析薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律,來(lái)研究待測(cè)物理量引入的光程差或位相差的變化,從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的。光學(xué)干涉測(cè)量方法的測(cè)量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級(jí),利用外差干涉進(jìn)行測(cè)量,其精度甚至可以達(dá)到10^-3 nm量級(jí)。根據(jù)所使用的光源不同,干涉測(cè)量方法可分為激光干涉測(cè)量和白光干涉測(cè)量?jī)纱箢?。激光干涉測(cè)量的分辨率更高,但不能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)信號(hào)的測(cè)量,只能測(cè)量輸出信號(hào)的變化量或連續(xù)信號(hào)的變化,即只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)測(cè)量。而白光干涉是通過(guò)對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測(cè)量,是一種測(cè)量方式,在薄膜厚度測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度是影響儀器精度的重要因素。高速膜厚儀廠家現(xiàn)貨
極值法求解過(guò)程計(jì)算簡(jiǎn)單,快速,同時(shí)確定薄膜的多個(gè)光學(xué)常數(shù)及解決多值性問(wèn)題,測(cè)試范圍廣,但沒(méi)有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素,以至于精度不夠高。此外,由于受曲線擬合精度的限制,該方法對(duì)膜厚的測(cè)量范圍有要求,通常用這種方法測(cè)量的薄膜厚度應(yīng)大于200nm且小于10μm,以確保光譜信號(hào)中的干涉波峰數(shù)恰當(dāng)。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識(shí)來(lái)設(shè)置每個(gè)擬合參數(shù)上限、下限,并為該區(qū)域的薄膜生成一組或多組光學(xué)參數(shù)及厚度的初始值,引入適合的色散模型,再根據(jù)麥克斯韋方程組的推導(dǎo)。這樣求得的值自然和實(shí)際的透過(guò)率和反射率(通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)直接測(cè)量的薄膜透射率或反射率)有所不同,建立評(píng)價(jià)函數(shù),當(dāng)計(jì)算的透過(guò)率/反射率與實(shí)際值之間的偏差小時(shí),我們就可以認(rèn)為預(yù)設(shè)的初始值就是要測(cè)量的薄膜參數(shù)。原裝膜厚儀量大從優(yōu)隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提升和擴(kuò)展。
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(duì)靶丸殼層厚度分布進(jìn)行精密的檢測(cè)。靶丸殼層厚度常用的測(cè)量手法有X射線顯微輻照法、激光差動(dòng)共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個(gè)方法的特點(diǎn)與不足,以及各種測(cè)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(zhǔn)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(cè)樣品。由計(jì)算機(jī)控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進(jìn)行掃描,當(dāng)兩路之間的光程差為零時(shí),在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束,一束光通過(guò)光纖傳輸,并由光譜儀收集,另一束則被傳遞到CCD相機(jī),用于樣品觀測(cè)。利用光譜分析算法對(duì)干涉信號(hào)圖進(jìn)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(cè)量,但是該測(cè)量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率,同時(shí),該方法也難以實(shí)現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測(cè)量。
薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…,當(dāng)波長(zhǎng)為^的單色光以人射角f從折射率為n.的介質(zhì)入射到折射率為n:、厚度為e的介質(zhì)膜面(見(jiàn)圖1)時(shí),干涉明、暗紋條件為:
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,k=0,1,2,3,4...(2)
E式中k為干涉條紋級(jí)次;δ’為半波損失.
普通物理教材中討論薄膜干涉問(wèn)題時(shí),均近似地認(rèn)為,δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進(jìn),遇到光密介質(zhì)i的界面時(shí),在不超過(guò)臨界角的條件下,不論人射角的大小如何,在反射過(guò)程中都將產(chǎn)生半個(gè)波長(zhǎng)的損失(嚴(yán)格地說(shuō), 只在掠射和正射情況下反射光的振動(dòng)方向與入射光的振動(dòng)方向才幾乎相反),故δ’是否存在決定于n1,n2,n3大小的比較。當(dāng)膜厚e一定,而入射角j可變時(shí),干涉條紋級(jí)次^隨f而變,即同樣的人射角‘對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋),叫等傾干涉,如以不同的入射角入射到平板介質(zhì)上.當(dāng)入射角£一定,而膜厚??勺儠r(shí),干涉條紋級(jí)次隨。而變,即同樣的膜厚e對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋)。叫等厚干涉,如劈尖干涉和牛頓環(huán). 白光干涉膜厚儀的應(yīng)用非常廣,特別是在半導(dǎo)體、光學(xué)、電子和化學(xué)等領(lǐng)域。
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來(lái),人們開(kāi)始在理論和實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行探討和研究。結(jié)果表明,動(dòng)態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,可應(yīng)用于光學(xué)信號(hào)處理和加密領(lǐng)域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的解調(diào)方案,可應(yīng)用于當(dāng)兩光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個(gè)干涉峰的信號(hào)解調(diào),實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測(cè)量。在頻域干涉中,當(dāng)干涉光程差超過(guò)光源相干長(zhǎng)度時(shí),仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因?yàn)榘坠夤庠吹墓庾V可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長(zhǎng)度都是無(wú)限的。當(dāng)使用光譜儀接收干涉光譜時(shí),由于光譜儀光柵的分光作用,寬光譜的白光變成了窄帶光譜,導(dǎo)致相干長(zhǎng)度發(fā)生變化。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的非接觸式測(cè)量。白光干涉膜厚儀找哪家
廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域,為研究和開(kāi)發(fā)提供了有力的手段。高速膜厚儀廠家現(xiàn)貨
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向,此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過(guò)分析被測(cè)物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),它不需要大量的掃描過(guò)程,因此提高了測(cè)量效率,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白光干涉光譜法是基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過(guò)分光棱鏡,被分成兩束光,這兩束光分別入射到參考面和被測(cè)物體,反射回來(lái)后經(jīng)過(guò)分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測(cè)器,記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái),形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法。高速膜厚儀廠家現(xiàn)貨