白光干涉測厚儀的核心是白光干涉原理。當寬帶光源(如白光)照射到樣品表面時,光線在薄膜上下表面(或樣品與參考面)分別反射并產生干涉。由于不同波長的光在干涉時的光程差不同,只有特定波長的光能滿足干涉相長條件,形成明暗相間的干涉條紋。通過分析這些條紋的位置或光譜信息,可準確計算薄膜厚度或表面高度差,具體分為兩種模式:
1.垂直掃描干涉法:通過移動參考鏡或樣品臺,掃描白光干涉條紋,利用峰值匹配算法確定光程差,從而計算厚度。適用于粗糙表面或多層結構測量。
2.光譜干涉法:分析干涉光譜中特定波長的強度分布,直接反演厚度信息。適合高速測量和均勻薄膜檢測。
白光干涉測厚儀技術優勢:
1.非接觸式測量:避免物理損傷樣品,適用于軟質或敏感材料(如生物膜、聚合物)。
2.高精度:分辨率可達亞納米級(如0.1nm),優于傳統機械測厚儀和共聚焦顯微鏡。
3.多參數檢測:除厚度外,還可獲取折射率、表面粗糙度、形貌三維分布等數據。
4.動態范圍廣:可測厚度從數納米至數十微米,適應單層膜、多層膜及復雜層狀結構。
5.快速高效:現代儀器可實現每秒數千點的高速測量,適合工業在線檢測。
白光干涉測厚儀的測定步驟:
1.準備工作:
-清潔儀器與樣品:確保測量平臺清潔,無灰塵、雜質等,以免影響測量結果。將待測樣品穩固地放置在儀器的測量平臺上,保證樣品表面平整,且位于光路的焦點區域。
-檢查設備狀態:檢查光源和探測器是否正常工作,確保光源光強處于適當范圍。
2.設置參數:根據實際測量需求,設置相關參數,如掃描范圍、分辨率、曝光時間等。掃描范圍需根據樣品實際厚度選擇合適區間,避免因范圍不當導致數據誤差。
3.開始測量:開啟光源,發出一束白光照射到樣品上,使光波在樣品表面反射后形成干涉圖案。接收干涉光信號,儀器通過分析干涉圖案中的信息,計算出樣品的厚度。
4.數據處理與分析:對采集到的數據進行處理和分析,得出厚度測量結果??筛鶕枰M行多次測量取平均值,以提高測量精度。