一种透明薄膜厚度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种透明薄膜厚度测量装置，包括：平行光管、圆盘载物台、望远镜系统、CCD、上位机和待测样品；所述平行光管与所述望远镜系统关于所述圆盘载物台的圆心对称设置；所述望远镜系统垂直于所述CCD的接收面设置；所述CCD与上位机连接；所述待测样品放置在所述圆盘载物台的直径上，且垂直于所述圆盘载物台。本发明专利技术公开提供了一种透明薄膜厚度测量装置及方法，能够快速高效的得到镀膜厚度，从而可以控制某些波长的反射光在上下界面的干涉相消或干涉相长；进一步获得高精度的镀膜厚度的测量。

A transparent film thickness measuring device and method

【技术实现步骤摘要】
一种透明薄膜厚度测量装置及方法
本专利技术涉及光电
，更具体的说是涉及一种透明薄膜厚度测量装置及方法。
技术介绍
目前，透明薄膜主要有金属膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。广泛应用在太阳能、半导体、汽车、航空航天、军工等行业，而透明薄膜的厚度是其主要质量参数，是影响产品性能的主要指标，因此透明薄膜的厚度快速高精度检测对于工业生产及产品的合理使用有着极其重要的意义，尤其是对于航空航天、太阳能、半导体和武器工业，它直接影响产品的使用性能。在镀膜的过程中，适当控制膜层的厚度可以控制某些波长的反射光在上下界面的干涉相消或干涉相长。因此，在镀膜的过程中，膜层厚度的实时测量和控制非常重要。然而，国内外透明薄膜的厚度测量采用较多的方法有：激光三角法、干涉法、摩尔条纹法等，但测量效率和精度都存在一定缺陷。因此，如何提供一种测量高效，高精度的薄膜厚度测量装置及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种透明薄膜厚度测量装置及方法，能够快速高效的得到镀膜厚度，从而可以控制某些波长的反射光在上下界面的干涉相消或干涉相长；进一步获得高精度的镀膜厚度的测量。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种透明薄膜厚度测量装置，包括：平行光管、圆盘载物台、望远镜系统、CCD、上位机和待测样品；所述平行光管与所述望远镜系统关于所述圆盘载物台的圆心对称设置；所述望远镜系统的主轴正对所述CCD的接收面设置；所述CCD与上位机连接；所述待测样品放置在所述圆盘载物台的直径上，且垂直于所述圆盘载物台。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：能够快速高效的得到镀膜厚度，从而可以控制某些波长的反射光在上下界面的干涉相消或干涉相长；进一步获得高精度的镀膜厚度的测量。优选的，在上述的一种透明薄膜厚度测量装置中，所述圆盘载物台的边缘均设置有刻度，所述刻度最小为分。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：刻度的设置能够清楚的了解到入射角的度数，而且针对薄膜跟基底的折射率比较接近的情况，容易获得新的入射角度数。优选的，在上述的一种透明薄膜厚度测量装置中，钠灯通过所述平行光管发射平行的钠黄光。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：大多数物质相对于钠黄光的折射率是已知的；但是钠黄光的光方向性不好，所以要用带狭缝的平行光管产生平行光。优选的，在上述的一种透明薄膜厚度测量装置中，所述待测样品为镀膜样品，所述镀膜样品放置在所述圆盘载物台的中心处。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：便于观察到细锐的狭缝的像，记录此时狭缝像的位置。优选的，在上述的一种透明薄膜厚度测量装置中，所述CCD放置在三维调整支架上。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：通过三维调整支架使CCD的接收面能够接收到望远镜系统的入射光，进一步提高测量精度。一种透明薄膜厚度测量方法，具体步骤包括：步骤一：调整载物台水平；步骤二：望远镜系统自准直；步骤三：调整平行光管，使平行光管发出的主轴和望远镜系统在一条线上；确定入射角的大小；步骤四：在望远镜系统中观察清晰细锐的狭缝的图像；需要调整望远镜系统的位置，所以为了保证能够得到狭缝的图像，CCD接收面要足够大。步骤五：利用三维调整架调整CCD接收面垂直于望远镜系统的主轴(CCD上看到望远镜系统观察到的细锐的狭缝像即可)；在所述圆盘载物台上未放置待测样品时，调整望远镜系统的位置，固定好CCD，并记录此时狭缝像在CCD上的位置L0；步骤六：将镀膜样品摆放在圆盘载物台上，镀膜面朝向平行光管方向；调整望远镜系统的位置，在CCD上观察到细锐的狭缝的像，记录狭缝像的位置L；步骤七：计算出L和L0之间的距离LL0；步骤八：计算膜层厚度d1或膜层折射率n1。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：通过获取未放置待测样品和放置镀膜样品在CCD接收面上的像，获得平行光未通过待测样品和通过待测样品的两个出射光的位置的间距LL0，将LL0，镀膜基底的厚度d和折射率n，以及入射光线入射角代入计算公式中，最后剩下变量膜层厚度d1和膜层折射率n1；知道镀膜厚度和膜层折射率之一，即可得到另一个量。优选的，在上述的一种透明薄膜厚度测量方法中，所述步骤三中，放置镀膜样品和未放置镀膜样品在所述圆盘载物台上，所述入射角的大小相同，且所述入射角为30°。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：入射角为30°，为了避免全反射；放置镀膜样品和未放置镀膜样品的入射角的大小相同，保证两次测量中只有膜的厚度或的膜层折射率为变量，进一步提高测量精度。优选的，在上述的一种透明薄膜厚度测量方法中，所述步骤五和步骤六中，CCD的位置不变，望远镜系统的位置根据实际情况进行调整，当CCD的接收面上无法得到清晰的狭缝，适当调整望远镜系统的位置。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：提供测量精度。优选的，在上述的一种透明薄膜厚度测量方法中，所述步骤七中，当L和L0之间的距离LL0较小时，顺时针转动圆盘载物台，新的入射角＝转动的角度+30°。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果在于：针对L和L0之间的距离LL0较小，换言之，薄膜的折射率与基底的折射率接近时，通过调整入射角的度数，获得更加精细的L和L0之间的距离LL0，进一步提高测量精度。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种透明薄膜厚度测量装置及方法，能够快速高效的得到镀膜厚度，从而可以控制某些波长的反射光在上下界面的干涉相消或干涉相长；进一步获得高精度的镀膜厚度的测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术的结构俯视图；图2附图为本专利技术的光路图；图3附图为本专利技术的CCD的接受面的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种透明薄膜厚度测量装置及方法，能够快速高效的得到镀膜厚度，从而可以控制某些波长的反射光在上下界面的干涉相消或干涉相长；进一步获得高精度的镀膜厚度的测量。如图1所示，一种透明薄膜厚度测量装置，包括：平行光管1、圆盘载物台2、望远镜系统3、CCD4、上位机和待测样品5；平行光管1与望远镜系统3关于圆盘载物台2的圆心对称设置；望远镜系统3正对CCD4的接收面设置，保证望远镜系统3的出射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明薄膜厚度测量装置，其特征在于，包括：平行光管、圆盘载物台、望远镜系统、CCD、上位机和待测样品；所述平行光管与所述望远镜系统关于所述圆盘载物台的圆心对称设置；所述望远镜系统正对所述CCD的接收面设置；所述CCD与上位机连接；所述待测样品放置在所述圆盘载物台的直径上，且垂直于所述圆盘载物台。/n

【技术特征摘要】
1.一种透明薄膜厚度测量装置，其特征在于，包括：平行光管、圆盘载物台、望远镜系统、CCD、上位机和待测样品；所述平行光管与所述望远镜系统关于所述圆盘载物台的圆心对称设置；所述望远镜系统正对所述CCD的接收面设置；所述CCD与上位机连接；所述待测样品放置在所述圆盘载物台的直径上，且垂直于所述圆盘载物台。


2.根据权利要求1所述的一种透明薄膜厚度测量装置，其特征在于，所述圆盘载物台的边缘均设置有刻度，所述刻度最小为分。


3.根据权利要求1所述的一种透明薄膜厚度测量装置，其特征在于，钠灯通过所述平行光管发射平行的钠黄光。


4.根据权利要求1所述的一种透明薄膜厚度测量装置，其特征在于，所述待测样品为镀膜样品，所述镀膜样品放置在所述圆盘载物台的中心处。


5.根据权利要求1所述的一种透明薄膜厚度测量装置，其特征在于，所述CCD放置在三维调整支架上。


6.根据权利要求1-5任一项所述的一种透明薄膜厚度测量装置的测量方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤一：调整载物台水平；
步骤二：望远镜系统自准直；
步骤三：调整平行光管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李跃勋，杜涛，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：云南;53