確定靶丸折射率及厚度的算法,由于干涉光譜信號與膜的光參量直接相關(guān),這里主要考慮光譜分析的方法根據(jù)測量膜的反射或透射光譜進行分析計算,可獲得膜的厚度、折射率等參數(shù)。根據(jù)光譜信號分析計算膜折射率及厚度的方法主要有極值法和包絡(luò)法、全光譜擬合法。極值法測量膜厚度主要是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計算,對于弱色散介質(zhì),折射率為恒定值,根據(jù)兩個或兩個以上的極大值點的位置,求得膜的光學厚度,若已知膜折射率即可求解膜的厚度;對于強色散介質(zhì),首先利用極值點求出膜厚度的初始值。薄膜厚度是一恒定不變值,可根據(jù)極大值點位置的光學厚度關(guān)系式獲得入射波長和折射率的對應(yīng)關(guān)系,再依據(jù)薄膜材質(zhì)的色散特性,引入合適的色散模型,常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型、Lorenz模型等,利用折射率與入射波長的關(guān)系式,通過二乘法擬合得到色散模型的系數(shù),即可解得任意入射波長下的折射率。白光干涉膜厚測量技術(shù)的發(fā)展將促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步。株洲膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)
光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源。光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性是光源選取時需要重點考慮的參數(shù)。論文所設(shè)計的解調(diào)系統(tǒng)是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實現(xiàn)的,所以光源中心波長的穩(wěn)定性將對實驗結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實驗中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源,相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等特點。該光源采用+5V的直流供電,標定中心波長為1550nm,且其輸出功率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的,驅(qū)動電流可以達到600mA。仙桃有哪些膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于太陽能電池中的薄膜光學參數(shù)測量。
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(fù)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?;趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)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。
在激光慣性約束核聚變實驗中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進和仿真模擬核聚變實驗過程的基礎(chǔ),因此如何對靶丸多個參數(shù)進行同步、高精度、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實驗中的關(guān)鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測量方法各有利弊,但針對本文實驗,仍然無法滿足激光核聚變技術(shù)對靶丸參數(shù)測量的高要求,靶丸參數(shù)測量存在以下問題:不能對靶丸進行破壞性切割測量,否則,被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實驗;需要同時測得靶丸的多個參數(shù),不同參數(shù)的單獨測量,無法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測量標準。靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),曲面應(yīng)力大、難展平的特點導(dǎo)致靶丸與基底不能完全貼合,在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結(jié)構(gòu)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。
干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學方法,是一種高精度的測量技術(shù)。采用光學干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強,使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)的干涉測量任務(wù),都是通過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,來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達到測量目的。光學干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級,而利用外差干涉進行測量,其精度甚至可以達到10-3nm量級[11]。根據(jù)所使用光源的不同,干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高,但是不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量,只能測量輸出信號的變化量或者是連續(xù)信號的變化,即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量,是一種測量方式,在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應(yīng)用。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對不同材料的薄膜進行聯(lián)合測量和分析。宜昌品牌膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術(shù)的應(yīng)用涵蓋了材料科學、光學制造、電子工業(yè)等多個領(lǐng)域。株洲膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)
根據(jù)以上分析可知,白光干涉時域解調(diào)方案的優(yōu)點是:①能夠?qū)崿F(xiàn)測量;②抗干擾能力強,系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動,光源的波長漂移以及外界環(huán)境對光纖的擾動等因素無關(guān);③測量精度與零級干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān);④結(jié)構(gòu)簡單,成本較低。但是,時域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動干涉儀一端的反射鏡來進行相位補償,所以掃描裝置的分辨率將影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測量分辨率一般是幾個微米,達到亞微米的分辨率,主要受機械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性限制。文獻[46]所報道的位移掃描的分辨率可以達到0.54μm。當所測光程差較小時,F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近,難以區(qū)分,此時時域解調(diào)方案的應(yīng)用受到限制。株洲膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)