折射率分别为1.45和1.62的2块玻璃板,使其一端相接触,形成67的尖劈.将波长为550nm的单色光垂直投射在劈上,并在上方观察劈的干涉条纹,试求条纹间距。
我们可以分2种可能的情况来讨论:
一般玻璃的厚度可估计为1mm的量级,这个量级相对于光的波长550nm而言,应该算是膜厚e远远大于波长^的厚玻璃了,所以光线通过上玻璃板时应该无干涉现象,同理光线通过下玻璃板时也无干涉现象.空气膜厚度因劈角很小而很薄,与波长可比拟,所以光线通过空气膜应该有干涉现象,在空气膜的下表面处有一半波损失,故光程差应该为2n2e+λ/2.
(2)假设玻璃板厚度的量级与可见光波长量级可比拟,当单色光垂直投射在劈尖上时,上玻璃板能满足形成薄膜干涉的条件,其光程差为2n2e+λ/2,下玻璃板也能满足形成薄膜于涉的条件,光程差为2n1h+λ/2,但由于玻璃板膜厚均匀,h不变,人射角i=俨也不变,故玻璃板形成的薄膜干涉为等倾又等厚干涉条纹,要么玻璃板全亮,要么全暗,它不会影响空气劈尖干涉条纹的位置和条纹间距。空气劈尖干涉光程差仍为2n2e+λ/2,但玻璃板会影响劈尖干涉条纹的亮度对比度. 广泛应用于半导体、光学、电子、化学等领域,为研究和开发提供了有力的手段。本地膜厚仪行情
本文研究的锗膜厚度约为300nm,导致白光干涉输出的光谱只有一个干涉峰,无法采用常规的基于相邻干涉峰间距解调的方案,如峰峰值法等。为此,研究人员提出了一种基于单峰值波长移动的白光干涉测量方案,并设计制作了膜厚测量系统。经实验证明,峰值波长和温度变化之间存在很好的线性关系。利用该方案,研究人员成功测量了实验用锗膜的厚度为338.8nm,实验误差主要源于温度控制误差和光源波长漂移。该论文通过对纳米级薄膜厚度测量方案的研究,实现了对锗膜和金膜厚度的测量,并主要创新点在于提出了基于白光干涉单峰值波长移动的解调方案,并将其应用于极短光程差的测量。苏州膜厚仪位移计总之,白光干涉膜厚仪是一种应用很广的测量薄膜厚度的仪器。
干涉测量法是一种基于光的干涉原理实现对薄膜厚度测量的光学方法,是一种高精度的测量技术,其采用光学干涉原理的测量系统具有结构简单、成本低廉、稳定性高、抗干扰能力强、使用范围广等优点。对于大多数干涉测量任务,都是通过分析薄膜表面和基底表面之间产生的干涉条纹的形状和分布规律,来研究待测物理量引入的光程差或位相差的变化,从而实现测量目的。光学干涉测量方法的测量精度可达到甚至优于纳米量级,利用外差干涉进行测量,其精度甚至可以达到10^-3 nm量级。根据所使用的光源不同,干涉测量方法可分为激光干涉测量和白光干涉测量两大类。激光干涉测量的分辨率更高,但不能实现对静态信号的测量,只能测量输出信号的变化量或连续信号的变化,即只能实现相对测量。而白光干涉是通过对干涉信号中心条纹的有效识别来实现对物理量的测量,是一种测量方式,在薄膜厚度测量中得到了广泛的应用。
常用白光垂直扫描干涉系统的原理:入射的白光光束通过半反半透镜进入到显微干涉物镜后,被分光镜分成两部分,一个部分入射到固定参考镜,一部分入射到样品表面,当参考镜表面和样品表面的反射光通过分光镜后,再次汇聚发生干涉,干涉光通过透镜后,利用电荷耦合器(CCD)可探测整个视场内双白光光束的干涉图像。利用Z向精密位移台带动干涉镜头或样品台Z向扫描,可获得一系列干涉图像。根据干涉图像序列中对应点的光强随光程差变化曲线,可得该点的Z向相对位移;然后,由CCD图像中每个像素点光强最大值对应的Z向位置获得被测样品表面的三维形貌。随着技术的不断进步和应用领域的扩展,白光干涉膜厚仪的性能和功能将不断提高和拓展。
由于不同性质和形态的薄膜对测量量程和精度的需求不相同,因此多种测量方法各有优缺点,难以笼统评估。测量特点总结如表1-1所示,针对薄膜厚度不同,适用的测量方法分别为椭圆偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。对于小于1μm的薄膜,白光干涉轮廓仪的测量精度较低,分光光度法和椭圆偏振法较为适用;而对于小于200nm的薄膜,椭圆偏振法结果更可靠,因为透过率曲线缺少峰谷值。光学薄膜厚度测量方案目前主要集中于测量透明或半透明薄膜。通过使用不同的解调技术处理白光干涉的图样,可以得到待测薄膜厚度。本章详细研究了白光干涉测量技术的常用解调方案、解调原理及其局限性,并得出了基于两个相邻干涉峰的白光干涉解调方案不适用于极短光程差测量的结论。在此基础上,提出了一种基于干涉光谱单峰值波长移动的白光干涉测量解调技术。白光干涉膜厚测量技术可以通过对干涉曲线的分析实现对薄膜的光学参数测量。本地膜厚仪厂家
白光干涉膜厚测量技术可以通过对干涉图像的分析实现对薄膜的缺陷检测和分析。本地膜厚仪行情
由于不同性质和形态的薄膜对系统的测量量程和精度的需求不尽相同,因而多种测量方法各有优缺,难以一概而论。按照薄膜厚度的增加,适用的测量方式分别为椭圆偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。对于小于1μm的较薄薄膜,白光干涉轮廓仪的测量精度较低,分光光度法和椭圆偏振法较适合。而对于小于200nm的薄膜,由于透过率曲线缺少峰谷值,椭圆偏振法结果更可靠。基于白光干涉原理的光学薄膜厚度测量方案目前主要集中于测量透明或者半透明薄膜,通过使用不同的解调技术处理白光干涉的图样,得到待测薄膜厚度。本章在详细研究白光干涉测量技术的常用解调方案、解调原理及其局限性的基础上,分析得到了常用的基于两个相邻干涉峰的白光干涉解调方案不适用于极短光程差测量的结论。在此基础上,我们提出了基于干涉光谱单峰值波长移动的白光干涉测量解调技术。本地膜厚仪行情