前言：確定關(guān)鍵部件的表面質(zhì)量，即與預(yù)期形狀的偏差，無論是平面還是球面等，是高精度制造的關(guān)鍵。當(dāng)光束照射到有疵病的光學(xué)元件表面時, 會產(chǎn)生雜散光。在光學(xué)系統(tǒng)中, 影響其性能的主要原因是由系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的大量散射光造成的, 即使整個光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)得再好, 如果內(nèi)部光學(xué)元件的質(zhì)量不過關(guān), 那么構(gòu)成的系統(tǒng)也不能正常工作。

干涉儀測量方法

傳統(tǒng)的檢測方法由干涉儀組成，例如Twyman-Green干涉儀（如下圖所示），將測試光與參考光學(xué)進(jìn)行比較。干涉儀的兩個臂之間的光程差會在光電探測器的光屏上形成干涉條紋（通常為CCD陣列）。在參考光和測試光之間引入小的傾斜度會產(chǎn)生干涉圖樣，其中與均勻間隔的直線條紋的任何偏差都意味著測試組件中的像差，如下所示。

雖然許多移相干涉儀都使用HeNe激光器作為光源，但使用外腔可調(diào)諧激光器（例如Newport的TLB-6700）卻具有明顯的優(yōu)勢。首先，當(dāng)光學(xué)元件鍍有對633 nm的抗反膜時，可選擇與光學(xué)元件的工作波長完全匹配的光。其次，通過不平衡的兩臂和改變激光波長可以實(shí)現(xiàn)時變相移，從而無需線性驅(qū)動器對參考光進(jìn)行平移。

Newport可調(diào)諧激光器

Newport的TLB-6700系列可調(diào)諧激光器，調(diào)諧速度快，范圍寬-Z高達(dá) 100 nm，調(diào)諧波長范圍可從407-2450nm。除以上提及應(yīng)用也可以用作諸如微腔諧振器和原子光譜等方面。

具有非常zhuo越的特性：

·可保證在整個指定的波長范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單模、無跳模調(diào)諧。

·電動和壓電控制可實(shí)現(xiàn)寬范圍掃描和微調(diào)

·低噪聲，窄線寬--是市面上ECDL激光器中線寬Z窄的·集成的光纖耦合

可選型號：

       對于材料和加工工業(yè)中廣泛使用的紙制品、樹脂產(chǎn)品、金屬鍍膜等，表面形貌和表面粗糙度測量在防止故障或質(zhì)量控制中起重要作用。尤其，當(dāng)多層薄膜出現(xiàn)不良產(chǎn)品時，需要確定是表面，界面或是層內(nèi)哪個部位出現(xiàn)了問題。在大多數(shù)情況下，是進(jìn)行切割以確定異常部位。但是，某些樣品是不能進(jìn)行切割的，無損檢測就變得極為重要。納米尺度3D光學(xué)干涉測量系統(tǒng)VS1800，可同時滿足上述高精度的表面形貌測量及對多層膜的無損測量，在材料和加工工業(yè)中實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。

下面就以兩個實(shí)例來對多層膜無損測量分析的功能進(jìn)行介紹。

1.透明樣品：金屬鍍膜分析

       以下是對金屬透明鍍膜進(jìn)行無損測量分析的一個實(shí)例，從分析數(shù)據(jù)中可以得到表面，界面三維形貌，以及厚度分布的三維圖像，對于大范圍的面分析以及厚度參差不齊有一個更為直觀和清晰的認(rèn)識。

2.不透明樣品：名片印字部分分析

       以下是對名片印字部分進(jìn)行無損測量分析的一個實(shí)例，從分析數(shù)據(jù)中可以得到表面三維形貌，并且可以觀察到碳粉和紙之間的分界面，從而可以測量碳粉的厚度，如圖所以，紅色部分碳粉的厚度為2.6?。

       綜上所述，使用日立納米尺度3D測量系統(tǒng)，針對透明、半透明樣品甚至某些特殊的不透明樣品，嘗試內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無損測量，得到多層結(jié)構(gòu)每層厚度、內(nèi)部缺陷、每層界面粗糙程度等等信息。為相關(guān)領(lǐng)域客戶提供了一個快速簡便的解決方案。

日前，Wavelength 推出了新品——ClarityPlus可調(diào)諧激光器，它具有獨(dú)特而豐富的功能，可覆蓋整個C-Band，其內(nèi)置的NIST可追溯的氣室（H13C14N），能保證在該范圍內(nèi)波長的Z高精度和穩(wěn)定性。此外，它加上被鎖定的50條參考吸收線，可實(shí)現(xiàn)波長精度＜0.1pm。同時，通過連續(xù)實(shí)時偏移，可按ITU grid輸出穩(wěn)定的功率，后續(xù)會提供L-Band和模塊化的產(chǎn)品。

ClarityPlus是一款獨(dú)特實(shí)用的新型儀器，作為一臺桌面型C-Band可調(diào)諧激光器，內(nèi)置了NIST可追溯的波長標(biāo)準(zhǔn)，可用來校準(zhǔn)用戶的光學(xué)儀器。該激光器具有兩種工作模式：Reference Mode，輸出波長鎖定在內(nèi)置氣室的吸收線上（50條吸收線的任意一條）ITU Mode，按照ITU Grid輸出，波長將參考附近的吸收線，并提供實(shí)時波長偏移，使得壓力測試不受鎖定過程的干擾。當(dāng)H13C14N氣室的使用，使得激光器輸出的波長精度不會隨時間改變，具有0.1pm的精度，不需要周期性的校準(zhǔn)。該激光器也可通過RS232接口通訊，指令符合SCPI指令集。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

·頻率基準(zhǔn)

·NIST可追溯的精度保證

·支持ITU grid

·優(yōu)異的功率穩(wěn)定性

·窄線寬

·SBSYZ

應(yīng)用領(lǐng)域：

·光通訊試驗(yàn)臺

·傳感

·通用激光器

·相干通訊

H13C14N參考吸收線相對強(qiáng)度采樣光譜

室溫1.5小時功率隨時間的變化曲線，變化幅度±0.006dB。優(yōu)異的功率穩(wěn)定性，非常適合諸如插損測試等應(yīng)用

在10℃溫度循環(huán)測試中，波長隨時間的變化曲線。總漂移<<1pm。ClarityPlus允許C-Band內(nèi)任意波長可追溯至NIST標(biāo)準(zhǔn)

       潤濕性是與自然界、工業(yè)過程和我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的一個重要屬性。基于座滴法的接觸角測量正成為表征液體和固體表面之間潤濕性的一個標(biāo)準(zhǔn)、強(qiáng)大的工具。固體樣品有很 大一部分，以分散顆粒、粉末的形式存在，或具有連續(xù)但多孔的結(jié)構(gòu)。對于這類樣品來說， 用標(biāo)準(zhǔn)的座滴法來合理地確定接觸角是很難或不可能的。

       針對此類測量，德國LAUDA Scientific公司將粉末/多孔介質(zhì)模塊(POM)引入到LSA100光學(xué)接觸角測量儀中，擴(kuò)展為新的設(shè)備LSA100POM粉末潤濕性測量儀。LSA100POM通過視頻實(shí)時跟蹤吸收液的液面變化，精確測量吸收液的體積，根據(jù)Washburn法計(jì)算粉末及多孔材料的動態(tài)接觸角。LSA100POM不僅表征了粉末及多孔材料的潤濕性能，還實(shí)現(xiàn)了Washburn法的可視化。

       通常，粉末及多孔材料潤濕性的表征需要兩臺儀器才可以完成，LSA100POM打破了這個常規(guī)，徹底放棄了重量法張力儀的輔助，在同一臺儀器上測量不同浸潤性能(親水/疏水，親油/疏油)的粉末及多孔材料。

LSA100POM粉末潤濕性測量儀的優(yōu)勢特點(diǎn)如下： 

||  實(shí)時跟蹤液面

LSA100POM 實(shí)時跟蹤吸收液的液面變化，并具有全自動補(bǔ)液 維持液面恒定的功能。 可跟蹤的液面高度精度達(dá)到10微米。

||  實(shí)時跟蹤吸收液的體積

LSA100POM 實(shí)時跟蹤吸收液的體積變化，并全自動輸出吸收體積（V）及吸收體積平方（V2）隨時間變化的曲線圖。體積測量精度達(dá)到0.1微升。

||  標(biāo)準(zhǔn)化的裝樣方式

LSA100POM配有進(jìn)樣棒和標(biāo)準(zhǔn)重量砝碼，使每次裝樣都是標(biāo)準(zhǔn)化的，從而降低粉末樣品的不同堆積密度對測量的影響。標(biāo)準(zhǔn)化的裝樣方式使LSA00POM可以輕松、準(zhǔn)確地測量大比表面積的樣品，如：氣相法二氧化硅，電池專用炭黑等。

||  便于清洗的樣品管

LSA100POM的樣品管，采用可拆卸雙通式設(shè)計(jì)。便于清洗及高溫處理。樣品管無玻璃 棉襯底，保證了有色粉末樣品（如:炭黑）在樣品管上的無殘留。確保樣品管可快速重復(fù)使 用，大大提供了測量效率。

||  便于操作的一鍵模板式測量軟件

LSA100POM的粉末測量軟件，采用一鍵模板式設(shè)計(jì)，便于不同操作者的標(biāo)準(zhǔn)化重復(fù)測量。

       LAUDA Scientific 接觸角測量儀廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域，如與材料和界面化學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，以及石油行業(yè)、化學(xué)化工、電子電路、醫(yī)療生物等領(lǐng)域，是科研工作者的有力工具。

        在很多應(yīng)用領(lǐng)域會涉及到測量超親水材料的接觸角。比如液晶屏和太陽能電池板的清洗工序。清洗后有機(jī)污染物去除的越徹底，材料表面越清潔則接觸角數(shù)值越小。工藝上往往要求水滴的接觸角小于10°甚至更低。

        利用傳統(tǒng)的側(cè)視法接觸角測量儀測量接觸角，如果接觸角低于15°，測量難度隨著接觸角角度的減小而急劇升高，準(zhǔn)確性和可靠性下降；當(dāng)接觸角低于約5°時，幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。對于測量極低接觸角，俯視測量法是一種非常可靠的測量方法。俯視測量法是通過從液滴正上方觀測在固體表面上的液滴形狀來獲得液滴接觸角的測量方法。

        側(cè)視法和俯視法對同一液滴同時拍照得到的圖片如下圖所示，接觸角5°左右時側(cè)視法的液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件無法自動準(zhǔn)確地計(jì)算出液滴的邊界，而俯視法液滴的三相接觸線輪廓清晰可見。

        俯視法接觸角測量儀測量范圍廣，尤其是接觸角值極小時依然能夠得到準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。在此類應(yīng)用中俯視法和傳統(tǒng)側(cè)視法相比，有著明顯的優(yōu)勢，是測量超親水材料接觸角的JJ選擇。

臨界膠束濃度(CMC)是用于測量和表征表面活性劑的重要參數(shù)，必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。 傳統(tǒng)上采用 DuNoüy 環(huán)法或 Wilhelmy 片法來確定表界面張力，然后基于表面界面張力來測量CMC。但無論是 DuNoüy環(huán)法或還是Wilhelmy 片法都不適合于測量含有表面活性劑的溶液。

LAUDA Scientific接觸角測量儀發(fā)現(xiàn)了測量CMC的新方法，即采用光學(xué)懸滴分析法測量臨界膠束濃度(CMC)，LAUDA接觸角測量儀能夠配備CMC擴(kuò)展模塊，實(shí)現(xiàn)光學(xué)懸滴法CMC全自動測量。與傳統(tǒng)的基于力學(xué)天平法測量 CMC 相比，LAUDA接觸角測量儀提供了完美的全新測量方法和全自動測量設(shè)備，功能強(qiáng)大，操作簡單，可應(yīng)用于科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)。 

與傳統(tǒng)測量方法相比，光學(xué)懸滴分析法在準(zhǔn)確性、可靠性、方便性和對包含各種表面活 性劑的溶液的適用性，以及自動化程度方面，都具有明顯的優(yōu)勢:

1) 較高的絕對和相對精度

2) 非常廣泛的測量范圍：從約 10-3 到幾千 mN/m； 

3) 完美的適用于測量表面和界面張力； 東方德菲知識分享 

4) 全自動、無需監(jiān)測即可完成測量； 

5) 可暫停、中斷，并繼續(xù)測量； 

6) 終點(diǎn)濃度在測量完成后仍可擴(kuò)展； 

7) 適用于各種表面活性劑； 

8) 一次測量即可確定靜態(tài) CMC 以及動態(tài) CMC。

白光干涉測厚儀怎么測量

白光干涉測厚儀作為一種高精度的表面測量工具，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、電子制造、光學(xué)檢測等領(lǐng)域。其核心原理是利用干涉效應(yīng)來測量薄膜或涂層的厚度。通過白光干涉技術(shù)，能夠在不接觸表面的情況下，精確測量不同厚度的薄膜層，尤其適用于高精度、微小尺寸的測量任務(wù)。本文將詳細(xì)介紹白光干涉測厚儀的工作原理、測量步驟及其應(yīng)用范圍，幫助讀者深入理解這一技術(shù)的優(yōu)勢與實(shí)際操作方法。

白光干涉測厚儀的工作原理

白光干涉測厚儀利用的是光的干涉現(xiàn)象。當(dāng)白光照射到待測物體的表面時，光線會發(fā)生反射，部分光線從物體的上表面反射，部分光線從物體的底部反射。當(dāng)這兩束反射光重合時，因波長差異產(chǎn)生干涉。通過分析干涉條紋的變化，可以精確計(jì)算出物體表面與底層之間的厚度。其優(yōu)點(diǎn)在于白光干涉測量可以在不接觸物體的情況下進(jìn)行，并且具有非常高的精度，適合微米級甚至納米級的薄膜厚度測量。

白光干涉測厚儀的測量步驟

1. 準(zhǔn)備工作：確保白光干涉測厚儀的光源和探測器正常工作，并進(jìn)行設(shè)備的校準(zhǔn)，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2. 樣品放置：將待測物體穩(wěn)固地放置在儀器的測量平臺上，確保樣品表面平整，避免因表面不規(guī)則導(dǎo)致測量誤差。

3. 光源照射：儀器發(fā)出寬譜的白光照射到樣品表面。待測物體的上表面和底部表面會分別反射光線。

4. 干涉條紋分析：通過儀器內(nèi)的探測器接收反射回來的光信號，并進(jìn)行干涉條紋的分析。干涉條紋的變化與待測物體的厚度成正比。

5. 厚度計(jì)算：系統(tǒng)會根據(jù)干涉條紋的變化，通過計(jì)算分析，輸出樣品的厚度數(shù)據(jù)。此時，儀器已經(jīng)完成了整個測量過程。

白光干涉測厚儀的應(yīng)用

白光干涉測厚儀廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，特別是在半導(dǎo)體、光學(xué)薄膜、涂層和納米技術(shù)領(lǐng)域。其優(yōu)勢在于能夠提供非接觸、高精度的測量，避免了傳統(tǒng)接觸式測量可能帶來的表面損傷。由于其高分辨率，能夠滿足不同精度需求的測量任務(wù)，特別是在要求薄膜厚度非常精確的場合，如光學(xué)元件的制造、電子器件的測試等。

專業(yè)總結(jié)

白光干涉測厚儀憑借其無接觸、高精度的特點(diǎn)，成為了測量薄膜厚度的理想工具。通過干涉效應(yīng)，儀器能夠提供精確的厚度數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)制造等多個領(lǐng)域。其操作流程簡便、測量精度高，尤其適合微米至納米級別的薄膜測量需求，是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中不可或缺的高精度測量設(shè)備。