一種實現薄膜厚度精確測量的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提出了一種實現薄膜厚度精確測量的裝置，包括邁克爾遜干涉儀、圖像傳感器CCD、數據采集模塊、硬件和驅動電路；邁克爾遜干涉儀用于產生干涉條紋，且邁克爾遜干涉儀上設有點光源；CCD用于記錄邁克爾遜干涉儀產生的干涉條紋，且CCD與數據采集模塊電性連接；數據采集模塊設有計數器，計數器用于對干涉條紋進行計數，且計數器將計數結果輸送至硬件；硬件與數據采集模塊電性連接，且硬件內設有數據處理及輸出模塊，且數據處理及輸出模塊將硬件內的信息進行處理并輸出；驅動電路與CCD電性連接。本實用新型專利技術具有快速、準確、無損傷和測量范圍大等優點，可應用于工業生產的在線檢測，在納米技術的基礎性研究中也有一定的應用價值。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及光學測量領域，特別是指一種實現薄膜厚度精確測量的裝置。
技術介紹
機械測厚儀一般有點接觸式和面接觸式兩類，采用最傳統的測厚方法，數據穩定可靠，對試樣沒有選擇性，但由于該測厚儀在進行厚度測量時會在樣品表面施加一定的壓力，對樣品造成一定的損傷。機械測厚儀的核心元件，即測量頭及測量面對于微小的振動都十分敏感，所以必須在實驗室環境內使用。為了避免自身的振動，并盡可能地減少外界振動的影響，設備底座都采用重而寬的金屬制成，這在一定程度上保證了測厚精度，卻也給機械測厚儀的小型化和輕便化帶來了很大的困難。市場上的機械測厚儀的測試精度參差不齊，一般可達到10 μ m左右。渦流測厚儀和磁性測厚儀一般都是小型便攜式設備，分別利用了電渦流原理和電磁感應原理。專用于各種特定涂層厚度的測量，但用于測量薄膜、紙張的厚度時誤差較大。超聲波測厚儀也多是小型便攜式設備，利用超聲波反射原理，可測金屬、塑料、陶瓷、玻璃以及其它任何超聲波良導體的厚度?？稍诟邷叵鹿ぷ?，這是很多其他類型的測厚儀所不具備的，但對檢測試樣的種類具有選擇性。
技術實現思路
本技術提出一種實現薄膜厚度精確測量的裝置，解決了現有技術中測試精度不均勻、測量誤差大和檢測試樣的種類少的問題，利用光學原理進行測厚，從測試原理上來說可達到極高的測試精度，具有測試精度均勻、測量準確、快速、無損傷和測量范圍大等優點。本技術的技術方案是這樣實現的—種實現薄膜厚度精確測量的裝置，包括邁克爾遜干涉儀，所述邁克爾遜干涉儀用于產生干涉條紋，且所述邁克爾遜干涉儀上設有產生光強的點光源；圖像傳感器(XD，所述C⑶用于記錄邁克爾遜干涉儀產生的干涉條紋，且所述CXD與所述數據采集模塊電性連接；數據采集模塊，所述數據采集模塊設有計數器，所述計數器用于對所述干涉條紋進行計數，且所述計數器將計數結果輸送至所述硬件；硬件，所述硬件與所述數據采集模塊電性連接，且所述硬件內設有數據處理及輸出模塊，且所述數據處理及輸出模塊將所述硬件內的信息進行處理并輸出；驅動電路，所述驅動電路與所述CXD電性連接。進一步，所述硬件為計算機。進一步，所述數據處理及輸出模塊即為LabView處理程序模塊。進一步，所述計數器將計數結構輸送至所述LabView處理程序模塊。進一步，所述點光源為激光器所發出。進一步，所述點光源設于所述邁克爾遜干涉儀的光源入射處。進一步，所述邁克爾遜干涉儀上設有分光板、反射鏡和補償板。進一步，所述反射鏡包括第一反射鏡和第二反射鏡，且所述第一反射鏡和所述第二反射鏡相互垂直。進一步，所述實現薄膜厚度精確測量的裝置進一步設有電機。本技術利用光學原理進行測厚，從測試原理上來說可達到極高的測試精度，本技術具有快速、準確、無損傷和測量范圍大等優點。本技術可應用于工業生產的在線檢測，同時在納米技術的基礎性研究中也有一定的應用價值。附圖說明·為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本技術實現薄膜厚度精確測量的裝置的結構框圖；圖2為本技術實現薄膜厚度精確測量的裝置的結構示意圖；圖3為本技術邁克爾遜干涉儀測量厚度的光路圖。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒炯夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。參照圖I、圖2及圖3，一種實現薄膜厚度精確測量的裝置1，包括邁克爾遜干涉儀2、圖像傳感器CCD (未圖示)、數據采集模塊(未圖示)、硬件3和驅動電路(未圖示)；所述邁克爾遜干涉儀2用于產生干涉條紋(未圖示)，且所述邁克爾遜干涉儀2上設有產生光強的點光源21 ;所述CCD用于記錄邁克爾遜干涉儀產生的干涉條紋，且所述CCD與所述數據采集模塊電性連接；所述數據采集模塊設有計數器(未圖示)，所述計數器用于對所述干涉條紋進行計數，且所述計數器將計數結果輸送至所述硬件3 ;所述硬件與所述數據采集模塊電性連接，且所述硬件內設有數據處理及輸出模塊(未圖示)，且所述數據處理及輸出模塊將所述硬件內的信息進行處理并輸出；所述驅動電路與所述CCD電性連接。本技術計數器是利用NI數據采集卡和LabVIEW軟件平臺開發而出，所述CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號，并將采集的圖像傳遞給數據采集模塊。所述驅動電路用于驅動CCD對數據圖像信息進行感應，且帶動數據采集模塊進行數據圖像采集。進一步，所述硬件3為計算機。所述C⑶用于記錄邁克爾遜干涉儀產生的干涉條紋，且輸送至計算機內并在計算機上顯示出來，且因計算機與數據處理及輸出模塊電性連接，故通過計算機便可對CXD上采集到的圖像、數據進行處理，將各參數進行調整。進一步，所述數據處理及輸出模塊即為LabView處理程序模塊。LabVIEW，英文全稱為 Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,是一種用圖標代替文本行創建應用程序的圖形化編程語言，其能精確讀出O. 5個干涉條紋的變化。進一步，所述計數器將計數結構輸送至所述LabView處理程序模塊。所述計數器將計數結果輸送至計算機中相應的LabView處理程序模塊，經處理后得到待測樣品的厚度值。進一步，所述點光源21為激光器所發出。進一步，所述點光源21設于所述邁克爾遜干涉儀2的光源入射處(未圖示)。進一步，所述邁克爾遜干涉儀2上設有分光板22、反射鏡(未圖示)和補償板24。進一步，所述反射鏡包括第一反射鏡231和第二反射鏡232，且所述第一反射鏡231和所述第二反射鏡232相互垂直。進一步，所述實現薄膜厚度精確測量的裝置進一步設有電機(未圖示)。所述電機的設置，方便將待測樣品的中線與電機電性連接，通過電機的轉動實現待測樣品的轉動，從而能夠監測到干涉條紋的變化。本技術實現測量薄膜厚度的光學測量系統在使用時，首先將邁克爾遜干涉儀、CCD、數據采集模塊、硬件和驅動電路依次電性連接，將點光源打開；然后選取數據采集點，工作人員在第一反射鏡與第二反射鏡設置成相互垂直，且第二反射鏡具有虛像，虛像設于第一反射鏡下方，將虛像與第一反射鏡調成嚴格平行，在擴展的點光源的照射下，所有入射角相同的光路，經過所述第一反射鏡的反射形成相互平行的光束，再經過所述分光板和所述補償板的會聚，將相交于焦平面一點而在此處發生干涉，通過計算，得出越往外條紋越密，同時越細，反之條紋變疏變粗，所以圓環干涉條紋不是等間隔的，根據這種現象，工作人員選取靠近中央圓心的點為參考點進行數據采集；將待測樣品A放置在分光板與第一反射鏡之間，待測樣品A中線與第一反射鏡嚴格平行，待測樣品A的中線與電機連接在一起，通過電機的轉動，實現待測樣品A的轉動，從而能夠監測到干涉條紋的變化，通過這些干涉條紋的變化，經硬件內LabVIEW處理程序模塊的處理，即可得到待測樣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現薄膜厚度精確測量的裝置，其特征在于，包括：邁克爾遜干涉儀，所述邁克爾遜干涉儀用于產生干涉條紋，且所述邁克爾遜干涉儀上設有產生光強的點光源；圖像傳感器CCD，所述CCD用于記錄邁克爾遜干涉儀產生的干涉條紋，且所述CCD與所述數據采集模塊電性連接；數據采集模塊，所述數據采集模塊設有計數器，所述計數器用于對所述干涉條紋進行計數，且所述計數器將計數結果輸送至所述硬件；硬件，所述硬件與所述數據采集模塊電性連接，且所述硬件內設有數據處理及輸出模塊，且所述數據處理及輸出模塊將所述硬件內的信息進行處理并輸出；驅動電路，所述驅動電路與所述CCD電性連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：熊建文，彭力，鄧解關，李莉莉，
申請(專利權)人：華南師范大學，
類型：實用新型
國別省市：