Twyman-Green型干涉(泰曼-格林干涉)的測量原理基于光的干涉現(xiàn)象,特別是相干光的疊加原理。以下是對其測量原理的詳細解釋:
一、基本原理
當兩束相干光波在空間某點相遇時,它們會相互疊加并產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。干涉圖樣的特點是明暗相間的干涉條紋,這些條紋的間距和強度取決于光的波長和光束之間的相位差。
二、干涉儀結構
泰曼-格林干涉儀通常由以下主要部分組成:
光源:一般采用單色光源,如激光,以確保發(fā)出的光是單色光,從而進行精確的波長測量和干涉圖樣觀察。
分束器:是干涉儀的核心部件之一,用于將入射光束分為兩束相干光束。分束器通常采用半透半反鏡或雙折射晶體制成。
參考臂和測量臂:被分束器分開的兩束相干光束分別進入?yún)⒖急酆蜏y量臂。參考臂通常包含一段已知的路徑長度,用于提供穩(wěn)定的參考光波;測量臂則與被測物體相互作用,其光程長度會發(fā)生變化,這是由于被測物體對光的折射、衍射或散射作用造成的。
檢測器:用于檢測干涉圖樣,并將干涉信號轉化為電信號輸出,以便進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。
三、測量原理
相位差與干涉圖樣:當兩束光在干涉點相遇時,如果它們的相位差是波長的整數(shù)倍,則會產(chǎn)生加強干涉,表現(xiàn)為亮條紋;如果相位差是半波長的奇數(shù)倍,則會產(chǎn)生削弱干涉,表現(xiàn)為暗條紋。通過觀察干涉圖樣,可以分析被測物體的特性,如折射率、厚度等。
測量過程:在測量過程中,激光首先經(jīng)過分束器分成兩束光線,一束光線經(jīng)過參考鏡反射后再次回到分束器,另一束光線則經(jīng)過被測物體后也回到分束器。當兩束光線再次相遇時,它們會發(fā)生干涉現(xiàn)象,并在檢測器上形成干涉圖樣。通過處理和分析干涉圖樣中的明暗條紋及其變化,可以計算出被測物體的表面形貌、薄膜厚度等參數(shù)。
四、應用
泰曼-格林干涉儀在科學研究、工業(yè)制造和質量控制等領域具有廣泛的應用價值。例如,在科學研究中,它可用于研究物體表面形貌的微小變化,如微米級別的表面粗糙度、納米級別的表面平整度等;在工業(yè)制造領域,它可用于薄膜厚度的測量,如光學薄膜、電鍍薄膜等;在質量控制方面,它可用于產(chǎn)品的檢測和評估,如電子元件的制造、光學元件的加工等。
綜上所述,Twyman-Green型干涉(泰曼-格林干涉)的測量原理基于光的干涉現(xiàn)象和相干光的疊加原理。通過分析和處理干涉圖樣中的明暗條紋及其變化,可以實現(xiàn)對被測物體表面形貌、薄膜厚度等參數(shù)的精確測量。
TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀
一款可以“實時”動態(tài)/靜態(tài) 微納級3D輪廓測量的白光干涉儀
1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復雜的問題,實現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描,亞納米精度下實現(xiàn)優(yōu)秀的重復性表現(xiàn)。
2)系統(tǒng)集成CST連續(xù)掃描技術,Z向測量范圍高達100mm,不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率,為復雜形貌測量提供全面解決方案。
3)可搭載多普勒激光測振系統(tǒng),實現(xiàn)實現(xiàn)“動態(tài)”3D輪廓測量。
實際案例
1,優(yōu)于1nm分辨率,輕松測量硅片表面粗糙度測量,Ra=0.7nm
2,毫米級視野,實現(xiàn)5nm-有機油膜厚度掃描
3,優(yōu)秀的“高深寬比”測量能力,實現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開口寬度測量。
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