通過電光晶體的電光效應(yīng),實(shí)現(xiàn)白光干涉中的電光調(diào)制相移原理,是一個(gè)基于物理光學(xué)和電光學(xué)原理的高級(jí)測量技術(shù)。以下是對這一原理的詳細(xì)解釋:
一、電光效應(yīng)與電光晶體
電光效應(yīng)是指某些材料(主要是晶體)在外加電場的作用下,其折射率會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。這種效應(yīng)是電光調(diào)制的基礎(chǔ)。電光晶體是具有顯著電光效應(yīng)的材料,它們在外加電場的作用下,能夠改變光的傳播特性,如相位、振幅和偏振態(tài)。
二、電光調(diào)制原理
電光調(diào)制是利用電光效應(yīng),通過改變外加電場來控制光信號(hào)的相位、振幅或偏振態(tài)的過程。在白光干涉測量中,電光調(diào)制器通常用于實(shí)現(xiàn)光波的相位調(diào)制。當(dāng)白光通過電光晶體時(shí),其相位會(huì)受到外加電場的影響而發(fā)生變化,從而實(shí)現(xiàn)電光調(diào)制相移。
三、白光干涉與電光調(diào)制相移
白光干涉是一種利用光的波動(dòng)性進(jìn)行測量的技術(shù)。當(dāng)兩束或多束相干光波在空間某點(diǎn)相遇時(shí),它們會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,形成明暗相間的干涉條紋。這些干涉條紋的位置和形態(tài)取決于光波的相位差,而相位差則與光波經(jīng)過的光程差和調(diào)制器的相位調(diào)制量有關(guān)。
在白光干涉測量中,通過電光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)的電光調(diào)制相移原理可以概括為以下幾個(gè)步驟:
電光晶體的選擇:選擇具有顯著電光效應(yīng)的電光晶體,如鈮酸鋰、鉭酸鋰等。這些晶體在外加電場的作用下,能夠顯著改變光的相位。
外加電場的施加:通過外部電路向電光晶體施加一個(gè)可控的電場。這個(gè)電場可以改變電光晶體的折射率,從而實(shí)現(xiàn)對光波的相位調(diào)制。
白光干涉的測量:將經(jīng)過電光調(diào)制器調(diào)制后的白光引入干涉儀中,與另一束參考光產(chǎn)生干涉。通過觀測干涉條紋的變化,可以計(jì)算出相位差,進(jìn)而得到待測物體的相關(guān)信息。
四、應(yīng)用實(shí)例
基于電光調(diào)制相移原理的白光干涉測量技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用:
表面形貌測量:通過測量干涉條紋的變化量,可以精確計(jì)算出待測物體表面的微小起伏和缺陷。
薄膜厚度測量:利用白光干涉測量技術(shù)可以精確測量薄膜的厚度和均勻性。通過電光調(diào)制相移原理,可以實(shí)現(xiàn)對薄膜厚度的非接觸式、高精度測量。
光學(xué)元件檢測:白光干涉測量技術(shù)還可用于檢測光學(xué)元件的缺陷、應(yīng)力分布等。通過觀測干涉條紋的形態(tài)和變化,可以判斷光學(xué)元件的質(zhì)量和性能。
五、技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢
高精度:電光調(diào)制相移原理可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)別的測量精度,滿足高精度測量的需求。
非接觸式測量:該技術(shù)是一種非接觸式的測量方法,不會(huì)對被測物體造成損傷,適用于脆弱或易損材料的測量。
快速響應(yīng):電光晶體對外加電場的響應(yīng)速度非???,可以實(shí)現(xiàn)高速測量。
靈活性:通過調(diào)整外加電場的強(qiáng)度和方向,可以實(shí)現(xiàn)對光波相位的精確控制,從而適應(yīng)不同測量需求。
綜上所述,通過電光晶體的電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)白光干涉中的電光調(diào)制相移原理是一種高精度、非接觸式且快速響應(yīng)的測量技術(shù)。它在表面形貌測量、薄膜厚度測量和光學(xué)元件檢測等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究價(jià)值。
TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀
一款可以“實(shí)時(shí)”動(dòng)態(tài)/靜態(tài) 微納級(jí)3D輪廓測量的白光干涉儀
1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復(fù)雜的問題,實(shí)現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描,亞納米精度下實(shí)現(xiàn)卓越的重復(fù)性表現(xiàn)。
2)系統(tǒng)集成CST連續(xù)掃描技術(shù),Z向測量范圍高達(dá)100mm,不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率,為復(fù)雜形貌測量提供全面解決方案。
3)可搭載多普勒激光測振系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”3D輪廓測量。
實(shí)際案例
1,優(yōu)于1nm分辨率,輕松測量硅片表面粗糙度測量,Ra=0.7nm
2,毫米級(jí)視野,實(shí)現(xiàn)5nm-有機(jī)油膜厚度掃描
3,卓越的“高深寬比”測量能力,實(shí)現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開口寬度測量。
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