真空镀金属膜厚度及光学常数的测量

本文提出用迈克尔逊干涉仪测量真空蒸发镀金属膜厚度和光学常数的方法。并对实际中测定了镀得的铝膜厚度及光学常数,对结果进行了分析。     

采用波长扫描外差式干涉仪进行高精度长度测量的方法

采用光学干涉仪准确地测量长度是非常容易的。然而,如果没有一个用来计算干涉条纹的运动装置,单频干涉仪的测量范围就被限制于小于半波长。为了解决这个问题,已经研究出一种频率扫描方法。它的相位分辨率不是太高,不过于涉条纹级次的整数部分可以确定下来。我们建议使用一种能够准确地测量长度的方法,那就是将高分辨率的相位测量技术和频率扫描技术相结合。这里使用一台频率扫描外差式干涉仪对这个方法进行研究。使用宽带频率扫描方法,结合外差相位测量,我们可以得到优于四分之一波长的高分辨率。这就意味着,我们测量绝对长度的精度达到纳米级,因为通过频率扫描可以确定条纹干涉级次的整数部分。测量距离在4mm时精度达到3mm。     

自消除环境扰动的干涉型波长漂移测量

介绍了一种新颖的干涉波和探测方法,该方法可用于光学传感系统中测量波长的漂移。在本文法中,采用了另一已知波长的参江与被测光波长的光一起注入探测系统中,其中参考波长用于稳定干涉仪的光程差,以保证波长探测系统对环境扰动（如温度波动、机械振动）的不敏感。初步实验表明,使用本可将系统的信噪比提高２５ｄＢ。     

激光双法布里：珀罗干涉纳米测量系统的理论分布

本文设计了一种基于双法布里－珀罗干涉仪、采用计算机实时处理、以轻拍式探针为传感器的新型纳米测量系统,描述了该系统的工作原理,详细进行了系统的理论分析。提出了通过测量双法布里－珀罗干涉仪透射光强基波幅差值差或等幅值过零时间间隔的方法进行纳米测量的理论基础,分析了轻拍式探针的振动模型,给出了检测探针振幅变化的新方法及理论依据。     

双波长分光光度法同时测定铝合金中的铁和镍

利用 72 3单波长分光光度计的A λ扫描功能 ,依据双波长分光光度法的基本原理 ,在 72 3分光光度计上成功实现了铝合金中铁和镍的同时测定。     

实时测量器件中光学薄膜厚度的新方法研究

从薄膜光学理论出发，阐述了利用光学反射比实时测量特种器件中光学薄膜厚度的原理，介绍了测试仪器，分析了测试结果。在已知基底的折射率、光学薄膜的折射率、消光系数及入射光波长的情况下，可计算出光学薄膜的反射比随厚度变化的理论曲线，实验曲线与理论曲线相比较，可实时获得薄膜的厚度信息，这对控制薄膜工艺很有益处。     

润滑薄膜测量的双色光干涉强度调制技术

光干涉技术是润滑薄膜厚度测量最有效的方法之一。双色光干涉法在保证较大膜厚测量范围及高测量分辨力的同时,避免了繁琐的干涉级次人工计数。传统的双色光干涉测量依赖于严格的静态标定和观测者。本文提出使用双色光干涉强度调制技术对微纳米润滑薄膜进行测量。通过干涉图像中红、绿分量强度值的线性叠加得到调制信号,根据信号特性分析得到特征位置膜厚,进而由干涉强度得到任一点膜厚。为验证所提出测量方法的正确,对静态球-盘赫兹接触表面间隙进行了测量,与经典理论有很好的一致性。结果表明:选用合适的红绿双色光波长,测量量程可达2μm。     

基于遗传退火算法的多层薄膜厚度测量

根据薄膜光学计算理论和最优化理论,本文提出了一种测量多层薄膜厚度的新的全局优化算法.首先利用遗传的种群性去寻找多个局部极值,然后将较优和较差的种群按一定概率接收并作为模拟退火的初值进行搜索.最后结合共轭梯度算法来提高收敛速度,使整体搜索效率进一步提高.这种遗传退火算法有效地提高了算法的稳定性,减少了算法对膜厚搜索范围的限制.文章最后以3层和4层光擘薄膜为例,利用该算法在10 nm至5 μm的大范围内搜索,所取得的结果,其测量误差小于1%.     

用振动补偿实现高精度塑料薄膜厚度检测

电容传感器常用来测量微小间距和薄片绝缘介质的厚度.由于电容测量的非接触特性,基于电容原理的塑料薄膜厚度测量可实现在线不间断测量.但是对于扫描测量,各种因素造成的极板间距变化直接影响厚度测量的精度.本文提出了双涡流传感器振动补偿方案,实时同步测量极板间距变化,对厚度计算进行补偿,提高了系统的测量精度.实际的测量数据验证了振动补偿方案对提高测量精度的有效性.     

可调合成波长链绝对距离干涉测量

本文提出一种利用半导体激光器的波长调谐特性实现的可调合成波长链绝对距离干涉测量方法 ,针对不同的待测距离 ,可选择不同的合成波长链 ,完成对待测距离的由粗测到精测的整个过程。文中基于这种方法构建了干涉测量系统 ,该系统利用压电陶瓷调制的在一条直线上的两个双光束干涉仪 ,使待测距离被包含于一个交流信号的相位项中 ,从而使小数条纹的测量转化为相位测量 ,合成波干涉条纹的小数级次由单波长干涉信号的相位测量值计算得到。文中以外尺寸测量为例描述了实验装置 ,实验结果表明 ,在现有的测量系统和实验条件下 ,待测距离小于 5mm时的测量极限偏差优于 2 0μm。     

X射线反射法分析ZnO基薄膜的厚度、密度和表面粗糙度

采用X射线反射法(XRR)测试了在SiO_2玻璃衬底上磁控溅射沉积的单层ZnO基薄膜的反射强度,得到了反射强度随掠入射角变化的曲线;讨论了薄膜厚度、密度和表面粗糙度与反射曲线的关系,最后通过拟合XRR曲线获得了所制备薄膜的厚度、密度和表面粗糙度分别为55.8 nm,5.5 g·cm~(-3)和1.7 nm,与利用XRR数据直接计算出的薄膜厚度56.2 nm仅相差0.4 nm,表面粗糙度也与AFM测试的结果基本相符。可见XRR能无损伤、精确且快速地测试薄膜试样的厚度、密度和表面粗糙度等参数。     

湿膜厚度规校准装置研究

分析了湿膜厚度规在建筑、喷涂等行业的应用技术要求,提出了一套实用并满足技术要求的校准装置设计方案,最后给出了误差源分析和校准结果的不确定度估算.     

铝合金硬质阳极氧化膜厚度及显微硬度测试方法研究

为了提高铝合金部件的耐磨性能,延长其使用寿命,对铝合金进行硬质阳极氧化处理,试验表明,正确进行氧化膜厚度及硬度测试是确保硬质氧化顺利进行的关键.     

实时光学薄膜膜厚监控系统研究

在光电极值法基础上采用一定的信号采集方法、数据处理和极值点判断算法,通过硬件电路和高级程序语言设计了膜厚监控系统.实验表明,该系统能够对光学薄膜镀制过程进行实时在线跟踪,以及对膜层厚度的准确控制.