干涉法作為面掃描方式可以一次性對(duì)薄膜局域內(nèi)的厚度進(jìn)行解算 ,適用于對(duì)面型整體形貌特征要求較高的測(cè)量對(duì)象。干涉法算法在于相位信息的提取,借助多種復(fù)合算法通??梢赃_(dá)到納米級(jí)的測(cè)量準(zhǔn)確度。然而主動(dòng)干涉法對(duì)條紋穩(wěn)定性不佳,光學(xué)元件表面的不清潔、光照度不均勻、光源不穩(wěn)定、外界氣流震動(dòng)干擾等因素均可能影響干涉圖的完整性[39],使干涉圖樣中包含噪聲和部分區(qū)域的陰影,給后期處理帶來(lái)困難。除此之外,干涉法系統(tǒng)精度的來(lái)源——精密移動(dòng)及定位部件也增加了系統(tǒng)的成本,高精度的干涉儀往往較為昂貴。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的優(yōu)化需要對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和算法進(jìn)行改進(jìn);防水膜厚儀定做價(jià)格
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). 原裝膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的快速測(cè)量和分析;
白光光譜法克服了干涉級(jí)次的模糊識(shí)別問(wèn)題,具有測(cè)量范圍大,連續(xù)測(cè)量時(shí)波動(dòng)范圍小的特點(diǎn),但在實(shí)際測(cè)量中,由于測(cè)量誤差、儀器誤差、擬合誤差等因素,干涉級(jí)次的測(cè)量精度仍其受影響,會(huì)出現(xiàn)干擾級(jí)次的誤判和干擾級(jí)次的跳變現(xiàn)象。導(dǎo)致公式計(jì)算得到的干擾級(jí)次m值與實(shí)際譜峰干涉級(jí)次m'(整數(shù))之間有誤差。為得到準(zhǔn)確的干涉級(jí)次,本文依據(jù)干涉級(jí)次的連續(xù)特性設(shè)計(jì)了校正流程圖,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(cè)量曲線(xiàn)。
為了分析白光反射光譜的測(cè)量范圍 ,開(kāi)展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測(cè)量曲線(xiàn),如圖所示,對(duì)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(jí)次數(shù)值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱。隨著靶丸殼層厚度的進(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(xiàn)對(duì)各干涉譜峰波長(zhǎng)的測(cè)量。為實(shí)現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,需采用紅外的寬譜光源和光譜探測(cè)器。對(duì)于殼層厚度為μm的靶丸,測(cè)量的波峰相對(duì)較少,容易實(shí)現(xiàn)靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長(zhǎng)的準(zhǔn)確測(cè)量;隨著靶丸殼層厚度的進(jìn)一步減小,兩干涉信號(hào)之間的光程差差異非常小,以至于他們的光譜信號(hào)中只有一個(gè)干涉波峰,基于峰值探測(cè)的白光反射光譜方法難以實(shí)現(xiàn)其厚度的測(cè)量;為實(shí)現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測(cè)量,可采用紫外的寬譜光源和光譜探測(cè)器提升其探測(cè)厚度下限??梢耘浜喜煌能浖M(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。
在激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實(shí)驗(yàn)過(guò)程的基礎(chǔ),因此如何對(duì)靶丸多個(gè)參數(shù)進(jìn)行高精度、同步、無(wú)損的綜合檢測(cè)是激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵問(wèn)題。以上各種薄膜厚度及折射率的測(cè)量方法各有利弊,但針對(duì)本文實(shí)驗(yàn),仍然無(wú)法滿(mǎn)足激光核聚變技術(shù)對(duì)靶丸參數(shù)測(cè)量的高要求,靶丸參數(shù)測(cè)量存在以下問(wèn)題:不能對(duì)靶丸進(jìn)行破壞性切割測(cè)量,否則,被破壞后的靶丸無(wú)法用于于下一步工藝處理或者打靶實(shí)驗(yàn);需要同時(shí)測(cè)得靶丸的多個(gè)參數(shù),不同參數(shù)的單獨(dú)測(cè)量,無(wú)法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),曲面應(yīng)力大、難展平的特點(diǎn)導(dǎo)致靶丸與基底不能完全貼合,在微區(qū)內(nèi)可看作類(lèi)薄膜結(jié)構(gòu)。白光干涉膜厚儀需要進(jìn)行校準(zhǔn),并選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品。光干涉膜厚儀使用誤區(qū)
總的來(lái)說(shuō),白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測(cè)量?jī)x器。防水膜厚儀定做價(jià)格
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(cè)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(lái)的。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測(cè)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(chǎng)中光強(qiáng)的變化計(jì)算出其每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)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(jìn)行相位展開(kāi)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(cè)物體的表面形貌。單色光相移法具有測(cè)量速度快、測(cè)量分辨力高、對(duì)背景光強(qiáng)不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是,由于單色光干涉無(wú)法確定干涉條紋的零級(jí)位置。因此,在相位解包裹中無(wú)法得到相位差的周期數(shù),所以只能假定相位差不超過(guò)一個(gè)周期,相當(dāng)于測(cè)試表面的相鄰高度不能超過(guò)四分之一波長(zhǎng)[27]。這就限制了其測(cè)量的范圍,使它只能測(cè)試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu)。防水膜厚儀定做價(jià)格