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本章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(cè)量方法。該方法利用白光反射光譜測(cè)量靶丸殼層光學(xué)厚度,利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測(cè)量光線通過靶丸殼層后的光程增量,結(jié)合起來即可得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)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(diǎn)判讀可能存在干涉級(jí)次誤差的問題,提出了利用MATLAB曲線擬合確定極值點(diǎn)波長(zhǎng)以及根據(jù)干涉級(jí)次連續(xù)性進(jìn)行干涉級(jí)次判斷的數(shù)據(jù)處理方法。通過應(yīng)用碳?xì)?CH)薄膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明該方法具有較高的測(cè)量精度和可靠性。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) 。蘇州膜厚儀市場(chǎng)價(jià)格
白光干涉法和激光光源相比具有短相干長(zhǎng)度的特點(diǎn),使得兩束光只有在光程差非常小的情況下才能發(fā)生干涉,因此不會(huì)產(chǎn)生干擾條紋。同時(shí),白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置,避免了干涉級(jí)次不確定的問題。本文基于白光干涉原理對(duì)單層透明薄膜厚度測(cè)量進(jìn)行了研究,特別是對(duì)厚度小于光源相干長(zhǎng)度的薄膜進(jìn)行了探究。文章首先詳細(xì)闡述了白光干涉原理和薄膜測(cè)厚原理,然后在金相顯微鏡的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種型垂直白光掃描系統(tǒng),作為實(shí)驗(yàn)中測(cè)試薄膜厚度的儀器,并利用白光干涉原理對(duì)位移量進(jìn)行了標(biāo)定。 蘇州膜厚儀市場(chǎng)價(jià)格白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的非接觸式測(cè)量;
白光反射光譜探測(cè)模塊中,入射光經(jīng)過分光鏡1分光后,一部分光照射到靶丸表面,靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后,一部分光聚焦到光纖端面并到達(dá)光譜儀探測(cè)器,實(shí)現(xiàn)了靶丸殼層白光干涉光譜的測(cè)量。另一部分光到達(dá)CCD探測(cè)器,獲得靶丸表面的光學(xué)圖像。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運(yùn)動(dòng)模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度的轉(zhuǎn)位和靶丸位置的調(diào)整。在測(cè)量過程中,將靶丸放置于軸系吸嘴前端,通過微型真空泵將其吸附于吸嘴上;然后,移動(dòng)位移平臺(tái),將靶丸移動(dòng)至CCD視場(chǎng)中心,Z向位移臺(tái)可調(diào)整視場(chǎng)清晰度;利用光譜儀探測(cè)靶丸殼層的白光反射光譜;靶丸在軸系的帶動(dòng)下,平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)到特定角度,為消除軸系回轉(zhuǎn)誤差所帶來的誤差,可通過調(diào)整調(diào)心結(jié)構(gòu),使靶丸定點(diǎn)位于視場(chǎng)中心并采集其白光反射光譜。重復(fù)以上步驟,可實(shí)現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測(cè)量。為減少外界干擾和震動(dòng)所引起的測(cè)量誤差,該裝置放置于氣浮平臺(tái)上,通過高性能的隔振效果,保證了測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性。
極值法求解過程計(jì)算簡(jiǎn)單 ,速度快,同時(shí)確定薄膜的多個(gè)光學(xué)常數(shù)及解決多值性問題,測(cè)試范圍廣,但沒有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素,以至于精度不夠高。此外,由于受曲線擬合精度的限制,該方法對(duì)膜厚的測(cè)量范圍有要求,通常用這種方法測(cè)量的薄膜厚度應(yīng)大于200nm且小于10μm,以確保光譜信號(hào)中的干涉波峰數(shù)恰當(dāng)。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識(shí)來設(shè)置每個(gè)擬合參數(shù)上限、下限,并為該區(qū)域的薄膜生成一組或多組光學(xué)參數(shù)及厚度的初始值,引入適合的色散模型,再根據(jù)麥克斯韋方程組的推導(dǎo)。這樣求得的值自然和實(shí)際的透過率和反射率(通過光學(xué)系統(tǒng)直接測(cè)量的薄膜透射率或反射率)有所不同,建立評(píng)價(jià)函數(shù),當(dāng)計(jì)算的透過率/反射率與實(shí)際值之間的偏差小時(shí),我們就可以認(rèn)為預(yù)設(shè)的初始值就是要測(cè)量的薄膜參數(shù)。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的大范圍測(cè)量和分析。
白光光譜法具有測(cè)量范圍大、連續(xù)測(cè)量時(shí)波動(dòng)范圍小的優(yōu)點(diǎn),可以解決干涉級(jí)次模糊識(shí)別的問題。但在實(shí)際測(cè)量中,由于誤差、儀器誤差和擬合誤差等因素的影響,干涉級(jí)次的測(cè)量精度仍然受到限制,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。這可能導(dǎo)致計(jì)算得出的干擾級(jí)次m值與實(shí)際譜峰干涉級(jí)次m'(整數(shù))之間存在誤差。因此,本文設(shè)計(jì)了以下校正流程圖,基于干涉級(jí)次的連續(xù)特性得到了靶丸殼層光學(xué)厚度的準(zhǔn)確值。同時(shí),給出了白光干涉光譜測(cè)量曲線。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 。蘇州膜厚儀定做價(jià)格
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。蘇州膜厚儀市場(chǎng)價(jià)格
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向,此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過分析被測(cè)物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),它不需要大量的掃描過程,因此提高了測(cè)量效率,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干干涉光譜法是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,被分成兩束光,這兩束光分別入射到參考面和被測(cè)物體,反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測(cè)器,記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高、速度快的測(cè)量方法。蘇州膜厚儀市場(chǎng)價(jià)格
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