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我们先介绍光的干涉。 由于光的涨落特性,当几列光波在空间相遇时,相互叠加或抵消,引起光强的重新分布,总是有的地方强,有的地方弱,从而出现明暗相间的现象。条纹。 这种现象称为光的干涉。
干涉效应的产生必须满足三个条件:叠加光波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
杨氏双缝干涉实验
让我们来回顾一下物理学史上著名的光学实验——杨氏双缝干涉实验。 单色光源从小孔S进入,从小孔S出来,穿过两个对称的小孔S1和S2。 S1和S2发出的两列光波源自同一光波,频率相同,振动方向相同,相位差恒定。 因此,它们是相干光波光纤光谱仪原理,以d'的距离叠加在屏幕上,形成明暗干涉条纹。
使用光纤光谱仪测量薄膜厚度
上图是使用Ocean Optics光纤光谱仪通过干涉效应测量膜厚的示意图。 当一束光以θ1入射到薄膜表面时,一部分光被直接反射,另一部分光以θ2进入薄膜并发生折射。 光1和反射光2是相干光,相互干涉。 光纤光谱仪测量薄膜厚度的原理主要是通过反射光谱,反射光谱曲线中出现干涉峰是薄膜干涉的结果。
在薄膜干涉试验中,入射光的波长、介质的折射率、薄膜厚度之间的关系如下:
当采用垂直入射法(θ1→0,θ2→0)时光纤光谱仪原理,上式可简化为:
若已知k的具体值,则可根据干涉峰位置计算出膜厚d。 但由于各干扰波峰谷对应的k值难以确定,且不同厚度的薄膜k值也不相同,因此通常采用消去k值的方法计算厚度d电影。
不同厚度薄膜的反射光谱
假设反射光谱上有两个相邻的波峰λ1和波谷λ2,结合这两个方程就可以得到膜厚d。
在实际测量中,可以从反射光谱中得到多组波峰和波谷对应的波长,并计算出多个膜厚的值,然后取平均值,以减少测量误差。
光纤光谱仪测量薄膜厚度的优势
- 采样数据采集速度快,适合在线实时测量。
- 无样品损失的非接触式光学测量。
-系统体积小,重量轻,测量灵活,USB连接,即插即用。
-可根据要求定制不同波段的光谱仪。
-可测量多层薄膜厚度。
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