傅里叶变换是白光频域解调方法中一种低精度的信号解调方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纤法布里-珀罗传感器的解调。因此,该解调方案的原理是通过傅里叶变换得到频域的峰值频率从而获得光程差,进而得到待测物理量的信息。傅里叶变换解调方案的优点是解调速度较快,受干扰信号的影响较小。但是其测量精度较低。根据数字信号处理FFT(快速傅里叶变换)理论,若输入光源波长范围为λ1,λ2,则所测光程差的理论小分辨率为λ1λ2/(λ2−λ1),所以此方法主要应用于对解调精度要求不高的场合。傅里叶变换白光干涉法是对傅里叶变换法的改进。该方法总结起来就是对采集到的光谱信号做傅里叶变换,然后滤波、提取主频信号后进行逆傅里叶变换,然后做对数运算,并取其虚部做相位反包裹运算,由获得的相位得到干涉仪的光程差。该方法经过实验证明其测量精度比傅里叶变换高。光路长度越长,仪器分辨率越高,但也越容易受到干扰因素的影响,需要采取降噪措施。膜厚仪生产商
在初始相位为零的情况下,当被测光与参考光之间的光程差为零时,光强度将达到最大值。为探测两个光束之间的零光程差位置,需要精密Z轴向运动台带动干涉镜头作垂直扫描运动或移动载物台,垂直扫描过程中,用探测器记录下干涉光强,可得白光干涉信号强度与Z向扫描位置(两光束光程差)之间的变化曲线。干涉图像序列中某波长处的白光信号强度随光程差变化示意图,曲线中光强极大值位置即为零光程差位置,通过零过程差位置的精密定位,即可实现样品表面相对位移的精密测量;通过确定最大值对应的Z向位置可获得被测样品表面的三维高度。微米级膜厚仪测量方法白光干涉膜厚仪是一种用来测量透明和平行表面薄膜厚度的仪器。
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。
光学测厚方法集光学、机械、电子、计算机图像处理技术为一体,以其光波长为测量基准,从原理上保证了纳米级的测量精度。同时,光学测厚作为非接触式的测量方法,被广泛应用于精密元件表面形貌及厚度的无损测量。其中,薄膜厚度光学测量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光学原理可分为椭圆偏振法、分光光度法、干涉法等多种测量方法。不同的测量方法,其适用范围各有侧重,褒贬不一。因此结合多种测量方法的多通道式复合测量法也有研究,如椭圆偏振法和光度法结合的光谱椭偏法,彩色共焦光谱干涉和白光显微干涉的结合法等。它可以用不同的软件进行数据处理和分析,比如建立数据库、统计数据等。
膜厚仪是一种用于测量薄膜厚度的仪器,它的测量原理主要是通过光学或物理方法来实现的。在导电薄膜中,膜厚仪具有广泛的应用,可以用于实时监测薄膜的厚度变化,从而保证薄膜的质量和性能。膜厚仪的测量原理主要有两种:一种是光学方法,通过测量薄膜对光的反射、透射或干涉来确定薄膜的厚度;另一种是物理方法,通过测量薄膜对射线或粒子的散射或吸收来确定薄膜的厚度。这两种方法都有各自的优缺点,可以根据具体的应用场景来选择合适的测量原理。在导电薄膜中,膜厚仪可以用于实时监测薄膜的厚度变化。导电薄膜通常用于各种电子器件中,如晶体管、太阳能电池等。薄膜的厚度对器件的性能有着重要的影响,因此需要对薄膜的厚度进行精确的控制和监测。膜厚仪可以实时测量薄膜的厚度变化,及时发现问题并进行调整,从而保证薄膜的质量和性能。此外,膜厚仪还可以用于薄膜的质量检测和分析。通过对薄膜的厚度进行测量,可以了解薄膜的均匀性、表面平整度等质量指标,为薄膜的生产和加工提供重要的参考数据。膜厚仪还可以用于研究薄膜的光学、电学等性能,为薄膜材料的研发和应用提供支持操作之前需要专业技能和经验的培训和实践。高精度膜厚仪推荐
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光谱拟合法易于测量具有应用领域,由于使用了迭代算法,因此该方法的优缺点在很大程度上取决于所选择的算法。随着各种全局优化算法的引入,遗传算法和模拟退火算法等新算法被用于薄膜参数的测量。其缺点是不够实用,该方法需要一个较好的薄膜的光学模型(包括色散系数、吸收系数、多层膜系统),但是在实际测试过程中,薄膜的色散和吸收的公式会有出入,尤其是对于多层膜体系,建立光学模型非常困难,无法用公式准确地表示出来。在实际应用中只能使用简化模型,因此,通常全光谱拟合法不如极值法有效。另外该方法的计算速度慢也不能满足快速计算的要求。膜厚仪生产商