為了分析白光反射光譜的測量范圍,進行了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實驗。實驗結(jié)果顯示,對于殼層厚度為30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集,干涉級次數(shù)值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號強度相對較弱。隨著靶丸殼層厚度的進一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實現(xiàn)對各干涉譜峰波長的測量。為實現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,需采用紅外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,容易實現(xiàn)殼層白光反射光譜譜峰波長的準確測量;隨著靶丸殼層厚度的進一步減小,兩干涉信號之間的光程差差異非常小,以至于光譜信號中只有一個干涉波峰,難以使用峰值探測的白光反射光譜方法測量其厚度。為了實現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,可采用紫外寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。白光干涉膜厚儀需要校準,標準樣品的選擇和使用至關(guān)重要。納米級膜厚儀生產(chǎn)商
白光干涉膜厚儀基于薄膜對白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,通過測量干涉條紋的位置和間距來計算出薄膜的厚度。這種儀器在光學(xué)薄膜、半導(dǎo)體、涂層和其他薄膜材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中具有重要的應(yīng)用價值。當白光照射到薄膜表面時,部分光線會被薄膜反射,而另一部分光線會穿透薄膜并在薄膜內(nèi)部發(fā)生多次反射和折射。這些反射和折射的光線會與原始入射光線產(chǎn)生干涉,形成干涉條紋。通過測量干涉條紋的位置和間距,可以推導(dǎo)出薄膜的厚度信息。白光干涉膜厚儀在光學(xué)薄膜領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。光學(xué)薄膜是一種具有特殊光學(xué)性質(zhì)的薄膜材料,廣泛應(yīng)用于激光器、光學(xué)鏡片、光學(xué)濾波器等光學(xué)元件中。通過白光干涉膜厚儀可以實現(xiàn)對光學(xué)薄膜厚度的精確測量,保證光學(xué)薄膜元件的光學(xué)性能。此外,白光干涉膜厚儀還可以用于半導(dǎo)體行業(yè)中薄膜材料的生產(chǎn)和質(zhì)量控制,確保半導(dǎo)體器件的性能穩(wěn)定和可靠性。白光干涉膜厚儀還可以應(yīng)用于涂層材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中。涂層材料是一種在材料表面形成一層薄膜的工藝,用于增強材料的表面性能。通過白光干涉膜厚儀可以對涂層材料的厚度進行精確測量,保證涂層的均勻性和穩(wěn)定性,提高涂層材料的質(zhì)量和性能。膜厚儀測厚度隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,其性能和功能會得到提高和擴展。
光具有相互疊加的特性,發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動加強,而在另一些地方振動減弱,并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。干涉測量需要滿足三個相干條件:頻率一致、振動方向一致、相位差穩(wěn)定一致。與激光光源相比,白光光源的相干長度較短,通常在幾微米到幾十微米內(nèi)。白光干涉的條紋有一個固定的位置,對應(yīng)于光程差為零的平衡位置,并在該位置白光輸出光強度具有最大值。通過探測光強最大值,可以實現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等技術(shù),具有抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點,并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測量和薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向。此項技術(shù)通過使用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ煌ㄩL光譜的測量,分析被測物體的光譜特性,得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術(shù)相比,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,并減小了環(huán)境對其影響。此項技術(shù)能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測物體入射,反射后再次匯聚合成,并由色散元件分光至探測器,記錄頻域干涉信號。這個光譜信號包含了被測表面信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在光譜信號當中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高且速度快的測量方法。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。
白光干涉測量技術(shù),也稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù),使用的是低相干的寬譜光源,如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。與所有光學(xué)干涉原理一樣,白光干涉也是通過觀察干涉圖案變化來分析干涉光程差變化,并通過各種解調(diào)方案實現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點是,由于白光光源的相干長度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g),所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值,即中心條紋,與零光程差的位置對應(yīng)。因此,中心零級干涉條紋的存在為測量提供了一個可靠的位置參考,只需一個干涉儀即可進行待測物理量的測量,克服了傳統(tǒng)干涉儀不能進行測量的缺點。同時,相對于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有環(huán)境不敏感、抗干擾能力強、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展,白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。白光干涉膜厚儀是一種可用于測量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。納米級膜厚儀生產(chǎn)商
操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗的培訓(xùn)和實踐。納米級膜厚儀生產(chǎn)商
本文主要研究了如何采用白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法來實現(xiàn)納米級薄膜厚度的準確測量,研究對象為半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料。由于不同材料薄膜的特性差異,所適用的測量方法也會有所不同。對于折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導(dǎo)體鍺膜,采用白光干涉的測量方法;而對于厚度更薄的金膜,由于其折射率為復(fù)數(shù),且具有表面等離子體效應(yīng),所以采用基于表面等離子體共振的測量方法會更合適。為了進一步提高測量精度,本文還研究了外差干涉測量法,通過引入高精度的相位解調(diào)手段來檢測P光與S光之間的相位差,以提高厚度測量的精度。納米級膜厚儀生產(chǎn)商