[發(fā)明專利]雙光束在線實(shí)時(shí)測(cè)量光學(xué)薄膜應(yīng)力的裝置及其測(cè)量方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810034820.7
• 申請(qǐng)日: 2008-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101251472A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱冠超;方明;申雁鳴;易葵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01N21/17
• 分類號(hào): G01N21/17;G01B11/06;G06F19/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

1.一種雙光束在線實(shí)時(shí)測(cè)量光學(xué)薄膜應(yīng)力的裝置，其特征在于該裝置包括半導(dǎo)體激光器(1)、由分束鏡(2)與第一反射鏡(3)和第二反射鏡(4)組合而成的雙光束分束準(zhǔn)直器、第三反射鏡(5)、具有晶控探頭(7)的晶控儀(8)、位敏光電探測(cè)器(11)、A/D采集卡(10)和計(jì)算機(jī)(9)，其位置關(guān)系如下：在鍍膜機(jī)外設(shè)置所述的半導(dǎo)體激光器(1)、雙光束分束準(zhǔn)直器，晶控儀(8)、位敏光電探測(cè)器(11)、A/D采集卡(10)和計(jì)算機(jī)(9)，在真空室內(nèi)安設(shè)待測(cè)的鍍膜基片(6)、所述的第三反射鏡(5)和晶控探頭(7)，使所述的半導(dǎo)體激光器(1)的出射光經(jīng)所述的雙光束分束準(zhǔn)直器后變成兩束平行光，由鍍膜機(jī)真空室的觀察窗口照射到待測(cè)的鍍膜基片(6)表面，其反射光經(jīng)所述的第三反射鏡(5)反射后從所述的觀察窗口出射到真空室外的位敏光電探測(cè)器(11)上，該位敏光電探測(cè)器(11)探測(cè)的反射光位移偏轉(zhuǎn)量由A/D采集卡(10)輸入到計(jì)算機(jī)(9)；同時(shí)所述的晶控探頭(7)實(shí)時(shí)記錄鍍制光學(xué)薄膜過(guò)程中薄膜厚度和沉積速率的變化，由所述的晶控儀(8)輸入所述的計(jì)算機(jī)(9)。

2.利用權(quán)利要求1所述的雙光束在線實(shí)時(shí)測(cè)量光學(xué)薄膜應(yīng)力裝置進(jìn)行光學(xué)薄膜應(yīng)力測(cè)量的方法，其特征在于包括下列步驟：

①按權(quán)利要求1所述的雙光束在線實(shí)時(shí)測(cè)量光學(xué)薄膜應(yīng)力裝置中各元器件的位置關(guān)系安裝各元器件和待測(cè)的鍍膜基片(6)；調(diào)整光路，使所述的半導(dǎo)體激光器(1)的出射光經(jīng)所述的雙光束分束準(zhǔn)直器后變成兩束平行光，由鍍膜機(jī)真空室的觀察窗口照射到待測(cè)的鍍膜基片(6)表面的中心對(duì)稱位置上，其反射光經(jīng)所述的第三反射鏡(5)反射后從所述的觀察窗口出射到真空室外的位敏光電探測(cè)器(11)上；

②在鍍膜開(kāi)始前，先在計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)主界面上點(diǎn)擊初始化按鈕，設(shè)定所述的鍍膜基片的彈性模量、泊松比、厚度、入射的雙光束的束寬、入射角度和反射光程，同時(shí)設(shè)置晶控儀(8)的串口號(hào)；

③在鍍膜開(kāi)始時(shí)，點(diǎn)擊主界面的開(kāi)始按鈕，計(jì)算機(jī)(9)開(kāi)始采集數(shù)據(jù)：由USB接口獲得的位敏光電探測(cè)器(11)上光斑位置的信息，通過(guò)串口獲得的晶控儀(8)上薄膜實(shí)時(shí)厚度和鍍膜沉積速率的信息，在整個(gè)鍍膜過(guò)程中，計(jì)算機(jī)根據(jù)下列公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并實(shí)時(shí)繪制光學(xué)薄膜應(yīng)力變化曲線和位移變化曲線，實(shí)時(shí)保存并顯示光束偏轉(zhuǎn)位移、應(yīng)力大小、鍍膜時(shí)間、薄膜厚度和沉積速率

σ=Es*ts2*cosα12(1-γs)*tf*L*D0*d,]]>

式中：σ是薄膜應(yīng)力，D₀為光束的寬度，d為光束的寬度變化的增量，α為光束的入射角，L為反射光程，E_s為彈性模量，γ_s為泊松比，t_s為基片厚度，t_f為薄膜厚度；

④鍍膜結(jié)束后，點(diǎn)擊軟件系統(tǒng)主界面上的退出按鈕，計(jì)算機(jī)(9)即停止采集數(shù)據(jù)，并退出程序。