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微納制造技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著(zhù)檢測技術(shù)向微納領(lǐng)域進(jìn)軍，微結構和薄膜結構作為微納器件中的重要組成部分，在半導體、醫學(xué)、航天航空、現代制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應用，由于其微小和精細的特征，傳統檢測方法不能滿(mǎn)足要求。白光干涉法具有非接觸、無(wú)損傷、高精度等特點(diǎn)，被廣泛應用在微納檢測領(lǐng)域，另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優(yōu)點(diǎn)。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。和傳統白光掃描干涉方法相比，其特點(diǎn)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)可以通過(guò)對干涉曲線(xiàn)的分析實(shí)現對薄膜的光學(xué)參數和厚度分布的聯(lián)合測量和分析。徐州膜厚儀生產(chǎn)廠(chǎng)家哪家好
傅里葉變換是白光頻域解調方法中一種低精度的信號解調方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出，用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調。因此，該解調方案的原理是通過(guò)傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差，進(jìn)而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調方案的優(yōu)點(diǎn)是解調速度較快，受干擾信號的影響較小。但是其測量精度較低。根據數字信號處理FFT（快速傅里葉變換）理論，若輸入光源波長(cháng)范圍為[]λ1,λ2，則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1)，所以此方法主要應用于對解調精度要求不高的場(chǎng)合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進(jìn)。該方法總結起來(lái)就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換，然后濾波、提取主頻信號后進(jìn)行逆傅里葉變換，然后做對數運算，并取其虛部做相位反包裹運算，由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過(guò)實(shí)驗證明其測量精度比傅里葉變換高。漯河膜厚儀廠(chǎng)家現貨白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現對薄膜表面形貌的測量。
常用白光垂直掃描干涉系統的原理示意圖，入射的白光光束通過(guò)半反半透鏡進(jìn)入到顯微干涉物鏡后，被分光鏡分成兩部分，一個(gè)部分入射到固定的參考鏡，一部分入射到樣品表面，當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過(guò)分光鏡后，再次匯聚發(fā)生干涉，干涉光通過(guò)透鏡后，利用電荷耦合器(CCD)可探測整個(gè)視場(chǎng)內雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動(dòng)干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描，可獲得一系列的干涉圖像。根據干涉圖像序列中對應點(diǎn)的光強隨光程差變化曲線(xiàn)，可得該點(diǎn)的Z向相對位移；然后，由CCD圖像中每個(gè)像素點(diǎn)光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。
薄膜作為改善器件性能的重要途徑，被廣泛應用于現代光學(xué)、電子、醫療、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(wèn)題，導致其光學(xué)及物理性能達不到設計要求，嚴重影響成品的性能及應用。隨著(zhù)薄膜生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，準確測量和科學(xué)評價(jià)薄膜特性作為研究熱點(diǎn)，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，合理監控薄膜厚度對于及時(shí)調整生產(chǎn)工藝參數、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(chǎng)份額占比大的微米級工業(yè)薄膜，除要求測量系統不僅具有百納米級的測量精度之外，還要求具備體積小、穩定性好的特點(diǎn)，以適應工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境的在線(xiàn)檢測需求。目前光學(xué)薄膜測厚方法仍無(wú)法兼顧高精度、輕小體積，以及合理的系統成本，而具備納米級測量分辨力的商用薄膜測厚儀器往往價(jià)格昂貴、體積較大，且無(wú)法響應工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)的在線(xiàn)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，并提出無(wú)需標定樣品的高效穩定的膜厚計算算法。研發(fā)的系統可以實(shí)現微米級工業(yè)薄膜的厚度測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應用于光學(xué)涂層中的薄膜反射率測量。
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導光譜的變化以來(lái)，人們在理論和實(shí)驗上展開(kāi)了討論和研究。結果表明，動(dòng)態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器，應用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。在論文中，我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長(cháng)移動(dòng)的解調方案，可以用于當光程差非常小導致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)的信號解調，實(shí)現納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中，當干涉光程差超過(guò)光源相干長(cháng)度的時(shí)候，仍然可以觀(guān)察到干涉條紋。出現這種現象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加，每一列單色光的相干長(cháng)度都是無(wú)限的。當我們使用光譜儀來(lái)接收干涉光譜時(shí)，由于光譜儀光柵的分光作用，將寬光譜的白光變成了窄帶光譜，從而使相干長(cháng)度發(fā)生變化。白光干涉膜厚測量技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。漯河膜厚儀廠(chǎng)家現貨
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應用于光學(xué)通信中的薄膜透過(guò)率測量。徐州膜厚儀生產(chǎn)廠(chǎng)家哪家好
為了分析白光反射光譜的測量范圍，開(kāi)展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實(shí)驗。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測量曲線(xiàn)，如圖所示，對于殼層厚度30μm的靶丸，其白光反射光譜各譜峰非常密集、干涉級次數值大；此外，由于靶丸殼層的吸收，壁厚較大的靶丸信號強度相對較弱。隨著(zhù)靶丸殼層厚度的進(jìn)一步增加，其白光反射光譜各譜峰將更加密集，難以實(shí)現對各干涉譜峰波長(cháng)的測量。為實(shí)現較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量，需采用紅外的寬譜光源和光譜探測器。對于殼層厚度為μm的靶丸，測量的波峰相對較少，容易實(shí)現靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長(cháng)的準確測量；隨著(zhù)靶丸殼層厚度的進(jìn)一步減小，兩干涉信號之間的光程差差異非常小，以至于他們的光譜信號中只有一個(gè)干涉波峰，基于峰值探測的白光反射光譜方法難以實(shí)現其厚度的測量；為實(shí)現較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量，可采用紫外的寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。徐州膜厚儀生產(chǎn)廠(chǎng)家哪家好
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