傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號解調(diào)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(diào)。因此,該解調(diào)方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,進而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點是解調(diào)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(jù)數(shù)字信號處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長范圍為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(diào)精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進。該方法總結起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號后進行逆傅里葉變換,然后做對數(shù)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)過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高。白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。膜厚儀安裝操作注意事項
折射率分別為1.45和1.62的2塊玻璃板,使其一端相接觸,形成67的尖劈.將波長為550nm的單色光垂直投射在劈上,并在上方觀察劈的干涉條紋,試求條紋間距。
我們可以分2種可能的情況來討論:
一般玻璃的厚度可估計為1mm的量級,這個量級相對于光的波長550nm而言,應該算是膜厚e遠遠大于波長^的厚玻璃了,所以光線通過上玻璃板時應該無干涉現(xiàn)象,同理光線通過下玻璃板時也無干涉現(xiàn)象.空氣膜厚度因劈角很小而很薄,與波長可比擬,所以光線通過空氣膜應該有干涉現(xiàn)象,在空氣膜的下表面處有一半波損失,故光程差應該為2n2e+λ/2.
(2)假設玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬,當單色光垂直投射在劈尖上時,上玻璃板能滿足形成薄膜干涉的條件,其光程差為2n2e+λ/2,下玻璃板也能滿足形成薄膜于涉的條件,光程差為2n1h+λ/2,但由于玻璃板膜厚均勻,h不變,人射角i=儼也不變,故玻璃板形成的薄膜干涉為等傾又等厚干涉條紋,要么玻璃板全亮,要么全暗,它不會影響空氣劈尖干涉條紋的位置和條紋間距??諝馀飧缮婀獬滩钊詾?n2e+λ/2,但玻璃板會影響劈尖干涉條紋的亮度對比度. 國產(chǎn)膜厚儀經(jīng)銷批發(fā)可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等;
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)
當膜的厚度e與波長A不可比擬時,有下列情況出現(xiàn):(1)膜厚e遠遠大于波長^時,由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度.因而不能相遇,故不能發(fā)生干涉…,沒有明紋或暗紋出現(xiàn).(2)膜厚e遠遠小于波長^時,相干條件(1),(2)式中e一0,2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響,而膜厚e和入射角i實際上對光程差已沒有貢獻.若半波損失∥存在,就發(fā)生相消干涉,反之,就發(fā)生相長干涉…,故觀察到的要么全是明紋,要么全是暗紋.
白光干涉頻域解調(diào)顧名思義是在頻域分析解調(diào)信號 ,測量裝置與時域解調(diào)裝置幾乎相同,只需把光強測量裝置換為光譜儀或者是CCD ,接收到的信號是光強隨著光波長的分布。由于時域解調(diào)中接收到的信號是一定范圍內(nèi)所有波長的光強疊加,因此將頻譜信號中各個波長的光強疊加,即可得到與它對應的時域接收信號。由此可見,頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息,還包含了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中,當兩束相干光的光程差遠大于光源的相干長度時,仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用,能夠?qū)捵V光變成窄帶光譜,從而增加了光譜的相干長度。這一解調(diào)技術的優(yōu)點就是在整個測量系統(tǒng)中沒有使用機械掃描部件,從而在測量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。白光干涉膜厚儀是一種可用于測量薄膜厚度的儀器,適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量。
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。這種儀器在光學薄膜、半導體、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,可以推導出薄膜的厚度信息。白光干涉膜厚儀在光學薄膜領域具有廣泛的應用。光學薄膜是一種具有特殊光學性質(zhì)的薄膜材料,廣泛應用于激光器、光學鏡片、光學濾波器等光學元件中。通過白光干涉膜厚儀可以實現(xiàn)對光學薄膜厚度的精確測量,保證光學薄膜元件的光學性能。此外,白光干涉膜厚儀還可以用于半導體行業(yè)中薄膜材料的生產(chǎn)和質(zhì)量控制,確保半導體器件的性能穩(wěn)定和可靠性。白光干涉膜厚儀還可以應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。操作需要一定的專業(yè)基礎和經(jīng)驗,需要進行充分的培訓和實踐。原裝膜厚儀以客為尊
操作之前需要專 業(yè)技能和經(jīng)驗的培訓和實踐。膜厚儀安裝操作注意事項
采用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時 ,被測光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需獲得相鄰的兩干涉峰值處的波長信息即可得出光程差,不必關心此波長處的光強大小,從而降低數(shù)據(jù)處理的難度。也可以利用多組相鄰的干涉光譜極值對應的波長來分別求出光程差,然后再求平均值作為測量光程差,這樣可以提高該方法的測量精度。但是,峰峰值法存在著一些缺點:當使用寬帶光源作為輸入光源時,接收光譜中不可避免地疊加有與光源同分布的背景光,從而引起峰值處波長的改變,引入測量誤差。同時,當兩干涉信號之間的光程差很小,導致其干涉光譜只有一個干涉峰的時候,此法便不再適用。膜厚儀安裝操作注意事項