[發明專利]多光束光學厚膜監測儀

有效

• 申請號: 201410577499.2
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104296670B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 張殷;鄧琪;張小飛;王靜輝;呂子嘯
• 申請（專利權）人: 杰萊特（蘇州）精密儀器有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司)14105
• 代理人: 雷立康

技術領域

本發明涉及一種多光束光學厚膜監測儀，它屬于一種光學鍍膜實時監控設備。

背景技術

在真空鍍膜過程中，薄膜厚度的監測由光學膜厚監控儀來完成。薄膜厚度的監測是：由光源產生的光束經斬光器斬波調制后透過被測量的玻璃或被反射，隨著鍍膜過程中材料的不斷沉積，膜層厚度不斷的變化，膜層的透射率因光的干涉效應也相應變化，利用光纖將光信號引進單色儀，所需監控波長的光再由出射狹縫濾選出，單色光信號經光電探測器轉換成電信號，再經模數轉換供給光學膜厚監控儀計算機進行處理，最終得到薄膜的厚度。

傳統光學膜厚儀通常由光源、斬光器、光纖、狹縫、單色儀、光電探測器、透鏡、光欄、信號處理系統等組成，而且是用一個光源和一個探測器等組成的透射系統或者反射系統并僅針對一個監控點進行的。但是采用單一監控點的測量方法，無論是間接監控還是直接監控，都只能保證監控點處的薄膜厚度準確，監控點周邊的薄膜厚度就只能假定他們在整個鍍膜過程中始終和監控點處的膜厚保持完全一致。很顯然，這是不可能的。而且鍍膜周期越長，鍍膜產品對波長指標要求越高，薄膜厚度分布不穩定的影響就越大，并最終導致鍍膜產品的成品率下降。在一臺鍍膜機上安裝很多獨立的光學膜厚儀式是一種看似可行的辦法，但這不僅大大增加了鍍膜機的成本，而且同樣受到膜厚分布的影響。即使同時監控制作同一產品，各個膜厚儀之間也會存在各種各樣彼此不一致的誤差，例如，監控波長不可能完全調整到相同一致，光源和探測器隨時間的起伏也不可能同步，因而這樣的解決方法治標不治本，并引入了更多的誤差。因此，現有的光學膜厚儀存在的監控點少、監控效率低且監控效果差的技術問題。

發明內容

本發明的目的是解決現有的光學膜厚儀存在的監控點少、監控精度低且監控效率差的技術問題，提供一種多光束光學厚膜監測儀。該多光束光學厚膜監測儀既保持了單光源的光強度，又增加了探測光束的數量，同時利用同一光源和同一探測器在短時間溫漂小的特點，消除光源和探測器的不穩定性，實現高精度的薄膜膜厚分布監控。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

多光束光學厚膜監測儀，它包括單色儀、光電探測器、信號放大器、控制計算機、位置觸發電路和會聚透鏡，其中：它還包括：

一個鹵鎢燈：鹵鎢燈設置在旋轉斬光器內；

一個旋轉斬光器：旋轉斬光器設在一個旋轉托盤上并且能以鹵鎢燈燈絲為中心旋轉，在旋轉斬光器中間位置上設有一個光出射孔，在旋轉斬光器的軸上連接有光電開關或者編碼器，以設置針對各個光路和暗場位置的觸發脈沖，用于選擇對應的信號處理電路；

至少三個光纖光路：每一個光纖光路由透鏡和光纖組成，光纖光路以鹵鎢燈燈絲為中心依次環繞設置在旋轉斬光器的周圍，且光纖光路中的透鏡位于旋轉斬光器光出射孔射出光束的光路上，光纖位于透鏡的后面；其中一個光纖光路為參考光路，其余光纖光路為監控光纖光路；

基板支架：基板支架設在旋轉斬光器的下方，監控點設在基板支架上。

所述旋轉斬光器的轉動電機與基板支架的轉動電機要保持同步或者整數倍的關系。

所述旋轉斬光器的形狀為球形或圓環形中的任意一種。

由于本發明采用了上述技術方案，實現了一個光源產生多個光強相近的多個監控光束，并充分利用單光源單探測器在短時間內波動極小的特點，得到了高精度的多監控點的光學膜厚分布。配合實時膜厚修正板，可在鍍膜過程中動態管理膜厚分布，解決的膜厚分布無法有效監控的問題，提高了光學薄膜生產的成品率，降低了成本。因此，與背景技術相比，本發明具有監控點多、監控精度高和成本低的優點。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明光纖光路接收的信號序列圖；

圖中，1—鹵鎢燈，2—旋轉斬光器，3—光出射孔，4—透鏡，5—光纖，6—基板支架，7—監控點，8—合并光纖，9—入射狹縫，10—單色儀，11—出射狹縫，12—光電探測器，13—信號放大器，14—控制計算機，15—基板支架轉軸，16—位置觸發電路，17—會聚透鏡。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例中的多光束光學厚膜監測儀，它包括單色儀10、光電探測器12、信號放大器13、控制計算機14、位置觸發電路16和會聚透鏡17，其中：它還包括：

一個鹵鎢燈1：鹵鎢燈1設置在圓環形旋轉斬光器2內；