双频激光测量薄膜厚度的自动判读技术研究.pdf

2075.16理论与算法双频激光测量薄膜厚度的自动判读技术研究李媛(西安工业大学北方信息工程学院光电信息系,陕西西安,710032摘要:文章基于双频激光干涉与数字图像处理技术以及应用傅里叶变换分析干涉条纹方法,分析实现对薄膜厚度的自动化测量。系统采用了两个频率稳定的激光器,提高了视场照度和相干强度。分别在两种波长下,自动测量干涉条纹小数部分。利用图像采集系统读取高分辨率的干涉图像,使用计算机进行处理,实现了测量薄膜厚度在大于单频时半波长的薄膜。结果表明:这种方法的测量精度高,测试可靠。关键词:薄膜厚度;双频激光干涉;干涉条纹中图分类号:TN249文献标识码:AResearch on automatic recognition technology of doublefreguency laser in measurement thin film thickness(xian university of technological information, Photoelectric information system, Shanxi Xian, 710032)Abstract: Tn this paper, based on the dual frequency lascr interferometry with digital imagc proccssingLechnology and application OI the Fourier transform analysis method o interference fringes, thin ilmthickness was anal yzcd by the automatic measurement. Two stablc frequcncy lasers were adopted in thesystem, the field intensity o! illumination and coherent strength were improved. Respectively under the twoinds of wavelength, the decimal portion of intorfcrencc fringes is measured automat ly. High resolut ioninterference images werc rcad by image acqui siti on systcm, and lsing the computer for proccssing, themeasurement of thin film thickness, which is in more than half wavelength thin film when single frequencylascr, was rcalizcd. The Result shows that this method is of high precision and rcliablc testingKeywords: Th in fil i thickness; Dual-frequency laser interferometry; Interference fringe0弓的变化量,从而得到被测厚度。其光学系统产生的等厚干涉条纹随着科学技术的发展,光学薄膜己广泛应用于光学系统及大光强分布服从正弦规律,测量长度计算的基木方程为L=(N+8)/2+C功率激光器系统。由于薄膜器件的大量使用,尤其在武器系统升级改造的过程中的广泛使用,对薄膜性能的提升,膜系优劣的评为测量长度,N为干涉条纹整数部分,E为干涉条纹小数价,对现有的测试技术提出了更高的要求。光学薄膜的厚度对部分,为测量用波长,C为修正值之和。膜元件整体性能的影响至关重要。且薄膜厚度的精确测量也图1为干涉仪测量的基本原理示意图,将镀有薄膜的基是光学薄膜参数測量的重要指标之一,薄膜厚度的测量方法很多入测试光路中,选用两种频率的稳频激光器作为光源进行照射,对于光学干涉法测量的方法因其无损性的优点而被广泛应用。时,在干涉仪的视场中可以看到两组干涉条纹,一组产生于薄膜的上表面,另一组产生于镀有薄膜的基片表面。由于投射到基片1薄膜厚度激光干涉测量上的光线所经过的光程要大于投射到薄膜表面的光线,因此两组1.1测量基本原理条纹见有一相対位移,它对应两部分光线的光程差,即被测长度采用干涉法识别条纹技术,测量薄膜厚度的基本测量原理是L的两倍?通过两组条纹的位移可以测出小数部分6=m/M。设法使被测厚度和干涉仪的光程差相联系,再测測出干涉仪光程差具体操作思路是,先预测薄膜样片的厚度,要求预测精度优基金项目:基金项目:西安工业大学北方信息工程学院院长基金项目的资助(Y1318)甲壬测试