光学膜厚监控方法

光学膜厚监控方法是光学镀膜过程中用以控制光学薄膜光学厚度的主要方法,也是实现镀膜自动化的关键技术之一.了解光学膜厚监控方法的工作原理、特点及误差来源,有助于在实际应用中根据所镀产品的要求选择合适的光学监控方法及监控参数.文中针对最常用的两种光学膜厚监控方法一单波长法和宽光谱法,分别介绍其工作原理,给出了单波长下根据薄膜的透射率或反射率推算膜层厚度的计算方法以及宽光谱法所常用的3种评价函数,总结出影响单波长法测量的8种因素和宽光谱法的11种因素,并根据这些因素分析了这两种方法的特点和适用范围.     

基于宽光谱扫描法的光学膜厚监控系统的研究

简要介绍了光学滤光片的制造与使用状况,讨论了获得高质量的光学滤光片的条件,简单分析常用方法中光电极值法的固有缺陷,提出一种基于宽光谱扫描法的膜厚控制系统,重点介绍其监控原理、硬件系统及其控制流程,并对其性能进行分析和讨论.     

微型机在光学薄膜膜厚监控中的应用

我们在北京仪器厂生产的DMD-450光学多层镀膜机上,配上以APPLE-Ⅱ微型机为核心的膜厚监控系统。本系统采用极值法原理通过检测和控制材料的蒸发速率,有机地使用“比较法”和“微分法”判断镀膜返转点。提高了极值点判断精度。还可控制扫描单色仪,进行波长扫描,显示并绘制相应膜层的光谱曲线,初步实现了光学多层镀膜的自动化,有效地提高了镀膜质量和成品率。     

石英晶体膜厚监控仪在红外镀膜中的初步应用

本文介绍了兰州物理所研制的SF-3A石英晶体膜厚监控仪在红外镀膜(10.6μm波段)中的初步实验应用。SF-3A作为光学镀膜的膜厚监测是可行的,实验结果与理论计算一致,与光电极值法的效果相同。     

高精度数字式光学膜厚监控系统

通过对光学膜厚监控系统中光路部分、电路部分以及信号处理部分的噪声分析,设计出频率稳定性良好的斩光器、低噪声光接收电路和具有较强抗噪声性能的数字式锁相放大器,从而显著地提高了系统的精度和稳定性,为提高镀膜成功率和薄膜性能创造了有利的条件。将该系统应用于镀膜系统中,实验结果证实了该系统具有较高的精度和稳定性。     

宽光谱膜厚监控系统的评价函数修正技术

基于评价函数的宽光谱膜厚监控系统,由于实测光谱曲线和理论光谱曲线相背离,使得评价函数发散,监控失败。利用实测的膜层透射率光谱曲线,对于已镀层,利用模拟退火算法实时拟合其实际的光学常数,据此修正目标透射率曲线,并补偿吸收的影响,重新设计膜层数及预镀层厚度,获得新的评价函数,如此对评价函数进行逐层修正。实验结果表明,薄膜厚度监控误差可以达到10-2以下,精度完全可以满足实际要求。     

一种提高极值法监控精度的方法

提出了一种提高极值法监控薄膜淀积层厚精度的方法。该监控方法通过改变各层膜的反射率极值过正量而将被镀膜层精确地停镀于其膜厚的设计值。这一方法既可提高淀积规整膜系时的层厚监控精度,也可提高淀积非规整膜系时的层厚监控精度。     

膜厚的电子计算机控制

1.前言膜厚的准确控制是镀膜技术中重要的一环,它直接影响到整个膜系的光学性能,若不能满意地控制膜厚,也就不可能制成光学膜系。因此膜厚的精确控制引起大家的重视与研究。对膜厚的控制已提出很多方法:有晶体振荡法、极值法、双色法、波长扫描法,其他还有超声波法、全息干涉法、驻点微分     

晶振膜厚监控技术中Tooling Factor的精确标定

晶振监控法是一种实现非规整膜系监控的重要手段。在晶振监控中,晶振片与镀膜基片上沉积薄膜厚度的比值,即Tooling Factor是相对固定的。采用晶振监控法实现薄膜厚度的精确控制必须对Tooling Factor进行精确标定。本文提出了精确标定Tooling Factor的方法,并对这种方法进行了实验验证。结果表明,该方法能够将膜厚控制误差从～20%降低到6%的水平,从而使多层膜的反射率曲线更加接近设计结果,实现多层膜膜厚的精确控制。     

光学薄膜膜厚监控方法及其进展

针对目前膜厚监控技术的广泛使用和其方法的日益多样性 ,力图对光学薄膜膜厚监控方法作一个全面、细致的描述。包括膜厚监控方法的分类、进展和展望 ,重点介绍了几种膜厚的光学监控方法     

基于光纤光栅的差分式甲烷气体传感系统研究

根据甲烷分子的光谱吸收特性,研究设计了一套基于差分吸收技术的光纤传感系统.系统以发光二极管(LED)为光源,折返式吸收池作为气室,利用光纤光栅的窄带滤波特性,用双光路实现了差分吸收检测.分析和实验表明,该系统具有可行性,可用于煤矿、天然气站等领域进行远距离气体含量的实时监测.     

智能型植物工厂光谱监测中的光学膜设计

介绍了一种设施农业中用于光谱监测的光学膜设计,主要利用截止滤波器的组合得到了三种设施农业用光学膜——红光膜、蓝光膜及红蓝滤光膜,红、蓝光中心波长分别在 460nm和660nm,透光带宽约50nm。红、蓝光透光波段根据植物对光谱的需求设定,在实际应用中可根据需要设定其透光的中心波长及带宽。该滤光片可用于制作设施农业及农业研究中的光谱监测单元,该光谱监测单元是将特定的光学膜片置于晶硅光伏芯片上,通过测定光伏芯片的发电量来监测光学膜片预设波段的光强度。     

准分布式光纤表面等离子体波传感器

研究了一种基于波分复用原理的准分布式光纤表面等离子体波传感器。应用光波导理论和多层膜反射理论分析了表面等离子体波效应在同一光纤探头中连续被激励的原理及其传感模型。通过数值模拟和相应实验分别考察了蒸镀调制层对表面等离子体波共振(SPR)效果的影响,并在此基础上给出了设计的一般步骤和原则。实验结果表明,蒸镀不同厚度的Ta2O5薄膜将导致表面等离子体波共振光谱发生偏移,且随着膜厚增加而逐渐发生红移;当液体折射率n0处于1.333~1.388之间时,蒸镀有Ta2O5薄膜的光纤表面等离子体波传感器波长灵敏度达到2235 nm/RIU(Refractive Index Unit);通过在一支光纤探头上依次加工两个表面等离子体波传感区域,实现了对光波信号的连续调制。     

层状火焰的计算全息

通过研究燃烧器中预混空气－乙炔气体燃烧气流形成层状结构，将其分界面看作轴对称的旋转二次曲面，根据合理近似处理最接近的球冠，并建立其模拟曲面方程；通过对燃烧气流的光透射率和厚度灵敏因子的测量，对所设计的膜系结构的各个膜层的厚度进行修正；最后计算了平行光透过火焰膜层到像平面之间的光程差，并计算了这个光程差所导致的相位变化对激光相位全息图影响；通过计算获得激光相位全息图的有关参数，在实验中能灵活调整相关的距离，可得到极佳的激光相位全息图。     

基于红外双光路的薄膜在线测厚系统的研究

红外测厚是薄膜在线测厚的主要方法之一,为了解决传统的红外测厚方法中尚存在的易受光源稳定性的影响、不适用于高速薄膜生产线等缺点,采用双光路参比测量的方法设计了一种双光路红外测厚系统,系统将光源的光分成测量路和参考路两路,并使用单个CCD同时收集两路光作为光强传感器。描述了系统的成像原理,讨论了系统对朗伯定律的适用性,最后通过对聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜的标定实验论证了系统的精度。结果表明,该方法精度高、鲁棒性好,且能够有效避免光源不稳定带来的影响。     

小型化复合孔径双波段观瞄系统设计

针对单一波段生物复眼孔径小、视距短、接收光谱窄等不足,设计了一种大孔径接收可见光、中波红外仿生复眼光学系统。由于集成光路体积大,子眼系统选择共光路的结构形式。基于入射窗和出射窗的物像共轭关系建立了子眼系统拼接的几何模型。通过设计中继转像系统,将子眼阵列所成的曲面像转换成平面像,解决了平面探测器接收曲面像的问题。整个复眼由37个子眼构成,子眼的焦距为30 mm,视场为20°,入瞳为10 mm,相邻子眼光轴夹角为16°,合并后的视场为116°。相对微透镜阵列式的复眼系统而言,该曲面仿生复眼系统探测距离更远、获取目标信息更全。子眼系统和接收系统的成像质量良好,在?40~+60 ℃温度范围内无热差影响。     

光学薄膜膜厚监控中极值法的应用

极值法是目前国内外真空镀膜膜厚监控中应用最广泛的方法。本文阐述了此法的膜厚监控原理、系统、方法。重点讨论了为提高监控精度而采取的一些改进措施。     

不同制备工艺下氧化硅和氧化铪薄膜的椭偏光谱

椭偏技术是一种分析表面的光学方法,通过测量被测对象(样品)反射出的光线的偏振状态的变化情况来研究被测物质的性质。结合XRD和原子力显微镜等方法,利用椭圆偏振光谱仪测试了单层SiO2薄膜(K9基片)和单层HfO2薄膜(K9基片)的椭偏参数,并用Sellmeier模型和Cauchy模型对两种薄膜进行拟合,获得了SiO2薄膜和HfO2薄膜在300～800 nm波段内的色散关系。用X射线衍射仪确定薄膜结构,用原子力显微镜观察薄膜的微观形貌,分析表明:SiO2薄膜晶相结构呈现无定型结构,HfO2薄膜的晶相结构呈现单斜相结构;薄膜光学常数的大小和薄膜的表面形貌有关;Sellmeier和Cauchy模型较好地描述了该波段内薄膜的光学性能,并得到薄膜的折射率和消光系数等光学常数随波长的变化规律。     

化合物半导体薄膜工艺参数的分光光度法测试

化合物半导体的组分与膜厚等是光电子器件工艺监控中的关键工艺参数,因为这些参数直接影响着器件的光学和电学等性能.介绍了通过分光光度法和Forouhi-Bloomer离散方程相结合的方法测定化合物半导体薄膜折射率n与膜厚d,通过材料组分与折射率之间关系的分析进而得到化合物组分x,该结果用SIMS和XRD方法得到验证.由于分光光度法能够快速无损地测量反射率,并且由该反射率能够更准确地测到其组分信息,因此在实际的生产在线监控和工艺改进中有良好的应用前景.