国产成人欧美日本在线观看_日韩欧美亚洲视频一区二区_аⅴ天堂中文在线_免费开放的api大全_无码**AV一二区二区三区_伊人思思久99久女女_最近在线视频观看2018免费_91麻豆桃色国产_女人扒开腿让男人桶爽免费的视频_国产一级婬毛片aa级无码

咨詢熱線

4006232690

當前位置:首頁  >  技術文章  >  光纖光譜儀測膜厚應用分享

光纖光譜儀測膜厚應用分享

更新時間:2021-07-20      點擊次數(shù):2639


——首先,我們回憶一下什么是光的干涉?


兩列或幾列光波在空間相遇時互相疊加,引起光強的重新分布,在某些區(qū)域始終加強,在某些區(qū)域始終減弱,從而出現(xiàn)了明暗相間或彩色的條紋,這種現(xiàn)象稱為光的干涉。


光的干涉現(xiàn)象圖.png

圖1:光的干涉現(xiàn)象圖

當然了,也不是任意兩列光波隨隨便便就可以發(fā)生干涉的,光的干涉產(chǎn)生的條件很是嚴苛。只有頻率相同、振動方向相同、相位差恒定的光波才能產(chǎn)生干涉效應。



——下面,我們來了解一下著名的楊氏雙縫干涉實驗

yangshi1.png

S是一個受到單色光源照明的小孔,從S射出的光波照射屏上對稱的小孔S1、S2。由S1、S2散發(fā)出的光波來源于同一光波,因而是相干光波,在距屏d’的屏上疊加并形成干涉圖樣.

yangshi2.png

當兩束光的波程差是半波長的偶數(shù)倍時,振動加強,呈現(xiàn)亮條紋;當兩束光的波程差是半波長的奇數(shù)倍時,震動減弱,呈現(xiàn)暗條紋。

單色光的干涉條紋寬度相同,明暗相間,均勻分布。不同色光條紋寬度不同,波長越長的干涉條紋的寬度越大。


——進入正題,如何使用光纖光譜儀測薄膜厚度?


上圖為采用光纖光譜儀測膜厚的原理圖,光束以θ1入射到薄膜表面,一部分直接反射,另一部分則以θ2發(fā)生折射,折射光經(jīng)膜層下表面反射后再經(jīng)其上表面發(fā)生折射,反射光1與反射光2相干發(fā)生干涉。使用光纖光譜儀測量薄膜的厚度主要是通過反射光譜,反射光譜曲線中干涉峰的出現(xiàn)是薄膜干涉的結果。


實物圖.png

在薄膜干涉實驗中,波長與介質(zhì)折射率、薄膜厚度之間有如下關系:


白光干涉法測反射光譜時,由于我們采取垂直入射的方法(θ1->0, θ2->0),因此上式可簡化成:

如果知道具體k的值,就可根據(jù)干涉峰位推算出膜層厚度d,但由于每個干涉波峰和波谷所對應的k很難確定,且不同厚度的薄膜k值都不相同,因此通常采用消去k的方法求出薄膜的厚度d。


不同厚度薄膜的反射光譜.png

圖2:不同厚度薄膜的反射光譜


假定反射曲線上有相鄰的兩個波峰λ1與波谷λ2,可聯(lián)立兩式求得薄膜的厚度d。

實際上, 從反射光譜上可以得到多組波峰和波谷對應的波長, 計算出多個薄膜厚度的數(shù)值, 然后求平均以減少測量誤差。


光纖光譜儀測膜厚的優(yōu)勢與特點

配置推薦

配置推薦.png



應用案例


天津大學章英等人用光源、光學顯微鏡、顯微干涉測頭、光纖和USB4000光譜儀組成的顯微干涉光學系統(tǒng)(系統(tǒng)結構如下圖所示),基于白光干涉光譜法,對幾種不同厚度薄膜的測量,最終測量結果和仿真結果一致。



系統(tǒng)結構圖.png

系統(tǒng)結構圖



使用海洋光學光纖光譜儀組成的顯微干涉光學系統(tǒng)測得的反射干涉光譜.png

使用海洋光學光纖光譜儀組成的顯微干涉光學系統(tǒng)測得的反射干涉光譜


參考文獻

  1. 衛(wèi)銀杰. 基于白光反射光譜的晶圓膜厚測量算法研究[D].中國計量大學,2019.

  2. 章英. 白光干涉光譜測量方法與系統(tǒng)的研究[D].天津大學,2012.

  3. 劉穎丹,苑進社,潘德芳.基于反射光譜的In_xGa_(1-x)N半導體薄膜厚度測量[J].重慶師范大學學報(自然科學版),2009,26(04):98-100.

  4. 張永剛.基于反射譜的GaN薄膜厚度在線測量系統(tǒng)[J].電子質(zhì)量,2004(12):56-57.