白光干涉测厚仪的核心是白光干涉原理。当宽带光源(如白光)照射到样品表面时,光线在薄膜上下表面(或样品与参考面)分别反射并产生干涉。由于不同波长的光在干涉时的光程差不同,只有特定波长的光能满足干涉相长条件,形成明暗相间的干涉条纹。通过分析这些条纹的位置或光谱信息,可准确计算薄膜厚度或表面高度差,具体分为两种模式:
1.垂直扫描干涉法:通过移动参考镜或样品台,扫描白光干涉条纹,利用峰值匹配算法确定光程差,从而计算厚度。适用于粗糙表面或多层结构测量。
2.光谱干涉法:分析干涉光谱中特定波长的强度分布,直接反演厚度信息。适合高速测量和均匀薄膜检测。
白光干涉测厚仪技术优势:
1.非接触式测量:避免物理损伤样品,适用于软质或敏感材料(如生物膜、聚合物)。
2.高精度:分辨率可达亚纳米级(如0.1nm),优于传统机械测厚仪和共聚焦显微镜。
3.多参数检测:除厚度外,还可获取折射率、表面粗糙度、形貌三维分布等数据。
4.动态范围广:可测厚度从数纳米至数十微米,适应单层膜、多层膜及复杂层状结构。
5.快速高效:现代仪器可实现每秒数千点的高速测量,适合工业在线检测。
白光干涉测厚仪的测定步骤:
1.准备工作:
-清洁仪器与样品:确保测量平台清洁,无灰尘、杂质等,以免影响测量结果。将待测样品稳固地放置在仪器的测量平台上,保证样品表面平整,且位于光路的焦点区域。
-检查设备状态:检查光源和探测器是否正常工作,确保光源光强处于适当范围。
2.设置参数:根据实际测量需求,设置相关参数,如扫描范围、分辨率、曝光时间等。扫描范围需根据样品实际厚度选择合适区间,避免因范围不当导致数据误差。
3.开始测量:开启光源,发出一束白光照射到样品上,使光波在样品表面反射后形成干涉图案。接收干涉光信号,仪器通过分析干涉图案中的信息,计算出样品的厚度。
4.数据处理与分析:对采集到的数据进行处理和分析,得出厚度测量结果。可根据需要进行多次测量取平均值,以提高测量精度。