[實(shí)用新型]一種全光譜薄膜厚度測量儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920125399.4
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN209246953U
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鴻飛;王春武;洪鵬林;柯衍航
• 申請（專利權(quán)）人: 奧譜天成（廈門）光電有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型公開了一種全光譜薄膜厚度測量儀，包括檢測平臺和檢測系統(tǒng)，檢測平臺和檢測系統(tǒng)之間通過Y型光纖和db9數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，檢測系統(tǒng)包括全光譜光譜儀、二維平臺控制板、氘鹵組合燈電源模塊、風(fēng)扇、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和氘鹵組合燈；氘鹵組合燈電源模塊位于全光譜光譜儀右側(cè)；二維平臺控制板和氘鹵組合燈設(shè)置在氘鹵組合燈電源模塊和全光譜光譜儀之間，且氘鹵組合燈位于二維平臺控制板前側(cè)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器位于氘鹵組合燈前側(cè)；風(fēng)扇位于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器前側(cè)。本實(shí)用新型使用了氘鹵組合燈為檢測光源，這樣光譜范圍越寬測量的精度越高，結(jié)果會(huì)越準(zhǔn)確；通過步進(jìn)電機(jī)控制二維平臺，使其可以在薄膜的不同位置進(jìn)行連續(xù)測量，并以均值作為薄膜厚度測量的結(jié)果，測量結(jié)果準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光學(xué)測量領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種全光譜薄膜厚度測量儀，并利用二維平臺多點(diǎn)測量對測量結(jié)果篩選并取平均值使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。

背景技術(shù)

薄膜厚度是否均勻一致是檢測薄膜各項(xiàng)性能的基礎(chǔ)。如果單層薄膜厚度不均勻，不但會(huì)對薄膜各處的拉伸強(qiáng)度、阻隔性等產(chǎn)生影響，對薄膜的后續(xù)加工影響更大。對于復(fù)合薄膜，厚度的均勻性更加重要，只有整體厚度均勻，每一層樹脂的厚度才可能均勻。因此，薄膜的厚度是否均勻，是否與預(yù)設(shè)值一致，厚度偏差是否在指定的范圍之內(nèi)等這些都成為薄膜是否能夠具有某些特性指標(biāo)的前提。

現(xiàn)有的薄膜厚度測量有兩種方法，一種是采用機(jī)械觸針式輪廓儀進(jìn)行測量，但是由于是和薄膜的接觸式測量，觸針很容易對薄膜表面造成傷害，而且不能對軟膜進(jìn)行測試，此外這種方法需要對薄膜進(jìn)行二次加工，在膜上做出臺階露出基底后才能進(jìn)行準(zhǔn)確的測量；另一種是采用橢偏儀，正如申請?zhí)枺?201310743478 .9公開的一種納米薄膜的測量方法及裝置采用擬合算法和迭代算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，精確測量薄膜樣品光學(xué)常數(shù)及厚度，該方法雖然簡化了測量的復(fù)雜性，但由于測量時(shí)會(huì)根據(jù)測量薄膜的不同去微調(diào)反射鏡的角度，人為地去調(diào)整反射鏡的角度，很難將角度調(diào)整到剛剛好的位置，很小的角度偏差都會(huì)對光路產(chǎn)生影響，從而會(huì)影響到測量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種通過步進(jìn)電機(jī)控制二維平臺移動(dòng)薄膜樣品位置從而快速對薄膜進(jìn)行多點(diǎn)測量，提高測量結(jié)果準(zhǔn)確率的全光譜薄膜厚度測量儀，以解決上述技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種全光譜薄膜厚度測量儀，包括檢測平臺、以及與檢測平臺相連接的檢測系統(tǒng)，其中：

檢測平臺包括支撐底座、二維平臺、膜厚探頭的支撐架和膜厚探頭；所述二維平臺通過支撐柱固定設(shè)置在支撐底座上，膜厚探頭的支撐架設(shè)置在支撐底座上，且位于二維平臺后側(cè)；膜厚探頭固定設(shè)置膜厚探頭的支撐架上；

檢測系統(tǒng)與檢測平臺之間通過光纖和數(shù)據(jù)線連接，該檢測系統(tǒng)包括全光譜光譜儀、二維平臺控制板、氘鹵組合燈電源模塊、風(fēng)扇、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和氘鹵組合燈；所述氘鹵組合燈電源模塊位于全光譜光譜儀右側(cè)；二維平臺控制板和氘鹵組合燈設(shè)置在氘鹵組合燈電源模塊和全光譜光譜儀之間，且氘鹵組合燈位于二維平臺控制板前側(cè)；所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器位于氘鹵組合燈前側(cè)；風(fēng)扇位于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器前側(cè)。

如此設(shè)置，氘鹵組合燈發(fā)出的光通過Y型光纖進(jìn)入到膜厚探頭，膜厚探頭將光平行出射在二維平臺上的薄膜樣品上，薄膜樣品將光反射回來通過膜厚探頭，經(jīng)過Y型光纖的傳導(dǎo)進(jìn)入到全光譜光譜儀中，全光譜光譜儀將復(fù)合光分離開來，并采集光信號，將數(shù)據(jù)通過USB接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)處理后接著通過USB發(fā)送指令到全光譜光譜儀，全光譜光譜儀通過串口通信發(fā)送指令給二維平臺控制板，二維平臺控制板處理完發(fā)送對應(yīng)脈沖到二維平臺，控制調(diào)整待測薄膜的位置，從而可以采集到待測薄膜不同位置的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述光纖采用Y型光纖。

優(yōu)選的，所述氘鹵組合燈發(fā)射光的波段為190-2500nm從紫外到可見到紅外；所述氘鹵組合燈上設(shè)有一個(gè)SMA接口用于連接Y型光纖；所述氘鹵組合燈上貼有散熱片。