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Bruker白光干涉仪通常包括哪些关键组件

浏览次数:799发布日期:2024-03-13
Bruker白光干涉仪是一种用于测量物体表面形貌和薄膜厚度的高精度光学仪器。它利用白光干涉原理,通过分析干涉图案来获取目标物体的相关信息。本文将介绍它的原理、结构、应用以及优缺点等方面内容。

一、原理

白光干涉是指当不同波长的白色光波在两个或多个波前相遇时,由于相位差而产生明暗交替的条纹现象。基于这个现象,Bruker白光干涉仪提供了一种非接触且高精度地测量物体形貌和薄膜厚度的方法。

1.Michelson干涉仪:白光经过一个分束镜被分成两束,并经过两个不同路径传播后再次合并在一起。当目标物体放置在其中一个路径上时,在接收屏上会出现明暗交替条纹。通过调节其中一个路径长度,可以得到完整的条纹图案。

2.谱域法:利用漫反射技术将入射到样品表面上的白色自然光进行衍射扩展,形成一个连续的光谱。通过收集和分析反射或透射的光谱信息,可以重建出目标物体表面形貌。

二、结构

Bruker白光干涉仪通常包括以下几个关键组件:

1.光源:提供宽频谱的白色光源,如卤素灯或LED等。

2.分束器:将光源发出的原始光束分成两个相干的光束。

3.参考镜和测试镜:分别位于两条路径上,用于引入参考波和测试波。

4.接收屏:用于接收并记录干涉图案。

5.干涉图像采集系统:可使用CCD相机等设备对接收屏上的干涉图像进行捕获和处理。

三、应用领域

白光干涉仪在许多领域中都有广泛应用,包括但不限于以下几个方面:

1.表面形貌测量:通过分析干涉条纹来获取物体表面高程变化情况,可以应用于微电子工艺、精密加工以及生物医学工程等领域。

2.薄膜厚度测量:利用薄膜反射产生的干涉条纹,可以非接触地测量薄膜的厚度和折射率。

3.光学元件检测:对光学镜片、透镜等进行质量评估和表面形貌研究,以保证光学系统的性能和稳定性。

4.材料力学性能分析:通过干涉图案分析材料表面应力分布情况,可以研究材料的弯曲变形和断裂行为。

四、优缺点

使用Bruker白光干涉仪进行测量具有以下优势:

1.高精度:可实现亚纳米级甚至更高分辨率的表面形貌测量。

2.宽频谱:由于采用白色光源,可以同时获取不同波长范围内的信息。

3.非接触式:测试过程中无需直接接触样品,避免了物体损伤或污染风险。

白光干涉仪是一种利用白色光波干涉原理进行表面形貌测量和薄膜厚度分析的设备。其基本原理包括Michelson干涉仪和谱域法等。广泛应用于表面形貌测量、薄膜厚度测量、光学元件检测以及材料力学性能分析等领域。虽然具有高精度、宽频谱和非接触式等优势,但也存在受环境干扰和依赖性限制等局限性。通过合理的实验设计和条件控制,可以获取准确而可靠的测试结果。