APPLICATION
技術(shù)介紹:
光學(xué)零部件的鍍膜是光學(xué)產(chǎn)品中一個不可或缺的工藝,其可以大大提高光學(xué)零部件的性能,不僅可以提升各類光學(xué)儀器的精度,并且?guī)椭覀儷@得更加優(yōu)異的產(chǎn)品。因此針對鍍膜工藝的要求也越來越高,其中膜厚的精確控制是非常重要的一個環(huán)節(jié)。
目前常用的膜厚控制方法有多種,例如石英晶體振蕩法,單波長極值法,寬光譜掃描法等方法。寬光譜掃描法可以提供在較寬波長范圍內(nèi)監(jiān)控非規(guī)整膜系,而極值法一般要求膜層為規(guī)整膜層。因此寬光譜掃描方法,開始逐漸應(yīng)用到膜厚控制的應(yīng)用當(dāng)中。
寬光譜膜厚控制可以采用垂直光路進(jìn)行透射式或者傾斜光路進(jìn)行反射式的光學(xué)膜厚監(jiān)控。
反射式:

圖1:反射式寬帶膜厚測試簡圖
鍍膜時,因?yàn)檎婵涨粌?nèi)部是一個明亮環(huán)境,接收信號光時會把雜散光也同時測量,從而降低信噪比。因此為了消除雜散光的影響,科學(xué)家們引入斬波器,將信號光進(jìn)行調(diào)制,同時斬波器輸出同步信號觸發(fā)后端的探測器,從而獲得兩次信號,1,信號光+雜散光,2,僅雜散光。因此在監(jiān)控過程中,可以通過兩次信號的相減,有效的去除雜散光。
在接收信號部分為光纖接口的光柵光譜儀,光譜儀出口接有CCD相機(jī),可以在短時間內(nèi)拍攝較寬譜線范圍(幾十至幾百納米范圍)。
透射式:

圖2:透射式寬帶膜厚測試簡圖
與反射式類似,斬波器同樣將探測光調(diào)制成脈沖光,經(jīng)透鏡組將探測光變?yōu)槠叫泄?,?jīng)待測樣片后獲得類似透射譜的測試。*終探測光由光纖引入到光譜儀進(jìn)行分析。在光路中另一端,經(jīng)過成像系統(tǒng),用監(jiān)控相機(jī)可以對真空腔內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)控。
光譜儀部分可以用CCD寬帶采集,也可以用PMT進(jìn)行掃描。兩者各有優(yōu)勢,CCD可以快速采集寬帶譜線,PMT因?yàn)殪`敏度更高,可以獲得更微弱的信號變化。
近年來,隨著工藝的要求,科學(xué)家也開始關(guān)注近紅外區(qū)域的膜厚測量。

圖3:近紅區(qū)域膜厚監(jiān)控簡圖
上圖中科學(xué)家使用卓立配套銦鎵砷近紅外探測器加Omni-λ300i作為前面所說的光譜儀系統(tǒng)。用Labview軟件組合成實(shí)時監(jiān)控膜厚控制系統(tǒng)。
卓立漢光提供光譜全方位光譜采集系統(tǒng),有PMT(可見波段范圍檢測),InGaAs(近紅波段范圍探測)

圖4:卓立光譜儀,PMT及InGaAs探測器
有CCD為探測器的光譜儀Omni-λ3008i-iVacN

圖5:卓立Omni-λ3008i-iVacN 與 進(jìn)口深度制冷CCD 完美融合
| 光譜分辨率(nm) | 0.11@1800 刻線; 0.37@600 刻線 | 
| 焦距(mm) | 320 | 
| 相對孔徑 | F/4.2 | 
| 雜散光 | 1X10-5 | 
| 狹縫規(guī)格 | 縫寬0.01-3mm 連續(xù)手動可調(diào),可選配自動狹縫 | 
| 光柵規(guī)格mm | 68X68 | 
| 光柵臺 | 三光柵 | 
| CCD 有效像素 | 2000×256 | 
| 像素尺寸 | 15×15 | 
| 寄存器*大容量 | 300,000e- | 
| *大光譜采樣率(spectra/s) | 181 | 
| 讀出噪聲(e,典型值) | 3e- | 
| 暗電流 | 0.1 e-/pixel/s@-60℃ | 
表1:Omni-λ3008i-iVacN主要技術(shù)參數(shù)
引用文獻(xiàn):