Lasertec共聚焦显微镜光干涉测量原理

发布时间:2021-07-12 17:47:00
发布人:OE
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光干涉测量利用光干涉原理进行纳米级轮廓测量

 

光干涉

光具有波的特性。当两个波相遇时,它们的振幅相加。它会导致一些波峰和波谷被加强,而其他波峰和波谷被取消。这种现象称为光干涉。

 

干涉测量法

双光束干涉物镜将光路分成两条路径并产生两束相干光。其中一个光束被路由到一个样本,另一个光束被路由到一个参考镜。当两束光束被各自的目标反射后再次相遇时,就会形成干涉条纹。干涉仪用于分析干涉条纹以测量表面轮廓。

 

普通的光学系统在光源和光电探测器之间只有一条光路。由于不会发生多波叠加,因此不会形成干涉条纹。

 

两光束干涉物镜

有两种主要类型的双光束干涉物镜(Mirau 和 Michelson),它们都使用分束器来分割它们的光路(见下文)。一半的光束通过分束器,被样品反射,并在到达光电探测器之前再次通过分束器。该光束称为采样光束。另一半光束被分束器反射,然后被参考镜反射。它在到达光电探测器之前再次被分束器反射。该光束称为参考光束。当样品聚焦时,干涉透镜设计为具有相同长度的采样光束和参考光束的光路长度。

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干涉条纹

当样品聚焦时,干涉仪被设计为具有相同长度的采样光束和参考光束的光路长度。由于在这种情况下没有相位差,因此会产生很强的干扰,图像亮度达到大。另一方面,当光路长度存在差异时,会导致采样光束和参考光束之间存在相位差,图像亮度变低。当两束光的相位差为 180 度时,图像亮度低。相同的干扰效应在 360 度循环中重复,两个光束相互增强和抵消振幅。当您使用干涉仪观察样品时,相位差会随着整个视场中样品的形貌而变化。您可以将这些变化视为光带。它们被称为干涉条纹。

 

干涉测量的优点

光学干涉检测由在用于测量的光波长(数百纳米)的一半内发生的高度变化引起的亮度对比。因此,它能够以高灵敏度检测高度变化。无论物镜的数值孔径如何,它都能在高度分辨率方面实现卓越的性能。与共聚焦显微镜测量相比,光学干涉测量提供了大视野和高高度分辨率。

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