白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動,補償光程差,實現(xiàn)對信號的解調(diào)[44-45]。系統(tǒng)基本結構如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂,作用是將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程,參考臂則通過移動反射鏡來實現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補償。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時,即兩干涉光束為等光程的時候,出現(xiàn)干涉極大值,可以觀察到中心零級干涉條紋,而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素無關,因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強度的因素包括:入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度,但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。白光干涉膜厚測量技術可以應用于半導體制造中的薄膜厚度控制。常用膜厚儀生產(chǎn)廠家哪家好
干涉法作為面掃描方式可以一次性對薄膜局域內(nèi)的厚度進行解算,適用于對面型整體形貌特征要求較高的測量對象。干涉法算法在于相位信息的提取,借助多種復合算法通常可以達到納米級的測量準確度。然而主動干涉法對條紋穩(wěn)定性不佳,光學元件表面的不清潔、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,給后期處理帶來困難。除此之外,干涉法系統(tǒng)精度的來源——精密移動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。淄博工廠膜厚儀白光干涉膜厚測量技術的研究需要對光學理論和光學儀器有較深入的了解。
白光干涉的相干原理早在1975年就已經(jīng)被提出,隨后于1976年在光纖通信領域中獲得了實現(xiàn)。1983年,BrianCulshaw的研究小組報道了白光干涉技術在光纖傳感領域中的應用。隨后在1984年,報道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。該研究成果證明了白光干涉技術可以被用于測量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量。此后的幾年間,白光干涉應用于溫度、壓力等的研究相繼被報道。自上世紀九十年代以來,白光干涉技術快速發(fā)展,提供了實現(xiàn)測量的更多的解決方案。近幾年以來,由于傳感器設計與研制的進步,信號處理新方案的提出,以及傳感器的多路復用[39]等技術的發(fā)展,使得白光干涉測量技術的發(fā)展更加迅速。
白光掃描干涉法采用白光為光源,壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進行掃描,干涉條紋掃過被測面,通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示。而對于薄膜的測量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式,變得更復雜。另外,由于白光掃描法需要掃描過程,因此測量時間較長而且易受外界干擾。基于圖像分割技術的薄膜結構測試方法,實現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離,實現(xiàn)了薄膜厚度的測量。白光干涉膜厚測量技術是一種測量薄膜厚度的方法。
針對微米級工業(yè)薄膜厚度測量,研究了基于寬光譜干涉的反射式法測量方法。根據(jù)薄膜干涉及光譜共聚焦原理,綜合考慮成本、穩(wěn)定性、體積等因素要求,研制了滿足工業(yè)應用的小型薄膜厚度測量系統(tǒng)。根據(jù)波長分辨下的薄膜反射干涉光譜模型,結合經(jīng)典模態(tài)分解和非均勻傅里葉變換思想,提出了一種基于相位功率譜分析的膜厚解算算法,能有效利用全光譜數(shù)據(jù)準確提取相位變化,對由環(huán)境噪聲帶來的假頻干擾,具有很好的抗干擾性。通過對PVC標準厚度片,PCB板芯片膜層及鍺基SiO2膜層的測量實驗對系統(tǒng)性能進行了驗證,結果表明測厚系統(tǒng)具有1~75μm厚度的測量量程,μm.的測量不確定度。由于無需對焦,可在10ms內(nèi)完成單次測量,滿足工業(yè)級測量高效便捷的應用要求。 白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的厚度和形貌進行聯(lián)合測量和分析。十堰膜厚儀出廠價
白光干涉膜厚測量技術可以對不同材料的薄膜進行聯(lián)合測量和分析。常用膜厚儀生產(chǎn)廠家哪家好
本章主要介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯(lián)用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學厚度,利用白光垂直掃描干涉技術測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)。在實驗數(shù)據(jù)處理方面,為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點判讀可能存在干涉級次誤差的問題,提出MATLAB曲線擬合測定極值點波長以及利用干涉級次連續(xù)性進行干涉級次判定的數(shù)據(jù)處理方法。應用碳氫(CH)薄膜對測量結果的可靠性進行了實驗驗證。常用膜厚儀生產(chǎn)廠家哪家好