[發明專利]一種透明薄膜厚度測量方法

有效

• 申請號: 201711053841.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107843200B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 邵偉;王錯;楊秀芳;王曉娟;彭鵬
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 金相允

本發明提供一種透明薄膜厚度測量方法，包括：白光光源發出的平行光經過三角棱鏡組反射到數字微鏡器件上呈條紋光，條紋光經過三角棱鏡組透射到準直透鏡組，通過準直透鏡組進行光路準直后透射到擴束鏡組進行擴束；分光鏡將擴束后的條紋光透射到色散匯聚物鏡組上，色散匯聚物鏡組將不同顏色的光匯聚在透明薄膜的上下表面，透明薄膜的上下表面將不同顏色的光反射回到分光鏡；分光鏡反射回來的光經過色散棱鏡，色散棱鏡將光按照不同波長色散開并經過匯聚目鏡匯聚到視覺傳感器的不同位置，根據視覺傳感器中圖像不同列的光強中心之間的距離，計算出透明薄膜的上下表面的距離，即可獲得透明薄膜的厚度；該測量方法能有效的提高測量精度和效率。

技術領域

本發明涉及光電技術領域，尤其是涉及一種透明薄膜厚度測量系統以及方法，特別是一種用于透明薄膜厚度快速高精度測量的傳感測量技術和方法。

背景技術

目前，透明薄膜主要有金屬膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、復合膜系等。廣泛應用在太陽能、半導體、汽車、航空航天、軍工等行業，而透明薄膜的厚度是其主要質量參數，是影響產品性能的主要指標，因此透明薄膜的厚度快速高精度檢測對于工業生產及產品的合理使用有著極其重要的意義，尤其是對于航空航天、太陽能、半導體和武器工業，它直接影響產品的使用性能。

目前，國內外透明薄膜的厚度測量采用較多的方法有：激光三角法、干涉法、摩爾條紋法等，但測量效率和精度都存在一定缺陷。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種透明薄膜厚度測量系統以及方法，以解決現有技術中存在的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種透明薄膜厚度測量系統，其包括：信號發送鏡筒和信號接收鏡筒；所述信號發送鏡筒自右向左依次設置有色散匯聚物鏡組、分光鏡、擴束鏡組、準直透鏡組、三角棱鏡組、數字微鏡器件，在所述信號發送鏡筒對應所述三角棱鏡組的側壁上設置有白光光源，在所述信號發送鏡筒對應所述分光鏡的側壁上連接有所述信號接收鏡筒，所述信號接收鏡筒自下而上依次設置有色散棱鏡、匯聚目鏡和視覺傳感器。

作為一種進一步的技術方案，在所述信號發送鏡筒對應所述三角棱鏡組的側壁上設置有第一開口，所述白光光源安裝于所述第一開口。

作為一種進一步的技術方案，在所述信號發送鏡筒對應所述分光鏡的側壁上設置有第二開口；所述信號接收鏡筒連接于所述信號發送鏡筒的第二開口。

作為一種進一步的技術方案，所述白光光源為LED白光光源。

作為一種進一步的技術方案，所述信號發送鏡筒靠近所述數字微鏡器件的端部設置有端蓋。

作為一種進一步的技術方案，所述三角棱鏡組包括兩個三角棱鏡，其中一個所述三角棱鏡為直角三角棱鏡，另一個所述三角棱鏡為等邊三角棱鏡。

第一方面，本發明還提供一種根據所述的透明薄膜厚度測量系統的方法，其包括如下步驟：

白光光源發出的平行光經過三角棱鏡組反射到數字微鏡器件上呈條紋光，條紋光經過三角棱鏡組透射到準直透鏡組，通過準直透鏡組進行光路準直后透射到擴束鏡組進行擴束；

分光鏡將擴束后的條紋光透射到色散匯聚物鏡組上，色散匯聚物鏡組將不同顏色的光匯聚在透明薄膜的上下表面，透明薄膜的上下表面將不同顏色的光反射回到分光鏡；

分光鏡反射回來的光經過色散棱鏡，色散棱鏡將光按照不同波長色散開并經過匯聚目鏡匯聚到視覺傳感器的不同位置，根據視覺傳感器中圖像不同列的光強中心之間的距離，計算出透明薄膜的上下表面的距離，即可獲得透明薄膜的厚度。