專利名稱：光學(xué)薄膜測(cè)厚儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在科研院校、生產(chǎn)企業(yè)測(cè)量薄膜厚度和光學(xué)常數(shù) 的儀器，特別涉及一種光學(xué)薄膜測(cè)厚儀。
背景技術(shù)：
用光學(xué)手段檢測(cè)薄膜的厚度，由于其本身的特性，具有非接觸、無(wú)污 染、不會(huì)破壞樣品等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需前期處理樣品，這是一種方便快捷高精度 的測(cè)量薄膜厚度的手段?，F(xiàn)有的儀器多采用透鏡、分束器來(lái)調(diào)節(jié)限制光路，
光在空間自由傳播，不便于調(diào)節(jié)；出射光不經(jīng)過透鏡組準(zhǔn)直，難以保證有 足夠的反射光進(jìn)入探頭；測(cè)量光斑大小不可調(diào)，不便于根據(jù)測(cè)試樣品大小 選擇合適的光斑大小、光強(qiáng)，來(lái)提高信噪比，測(cè)量精度；樣品臺(tái)不能調(diào)節(jié)， 降低測(cè)量精度，難以測(cè)量非嚴(yán)格平整樣品；同時(shí)，結(jié)構(gòu)分散，不便于移動(dòng) 和運(yùn)輸。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足之處，提供一種新型的光學(xué)薄膜 測(cè)厚儀，來(lái)使光路可方便調(diào)節(jié)，有足夠的反射光可供測(cè)量，測(cè)試光斑大小 可調(diào)，樣品臺(tái)可方便調(diào)節(jié)以滿足不同樣品的需要，整體化設(shè)計(jì)以方便移動(dòng) 和運(yùn)輸。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種光學(xué)薄膜測(cè) 厚儀，該儀器包括有殼體，殼體開有上蓋，其中該儀器包括有光源、電
源、光纖光譜儀、光纖跳線、探頭、樣品臺(tái)、水平調(diào)節(jié)旋鈕以及USB接口， 所述光源、電源、光纖光譜儀分別固定在該儀器殼體內(nèi)后側(cè)的安裝板上； 光纖探頭安裝在樣品臺(tái)上的橫梁上，水平調(diào)節(jié)旋鈕置于樣品臺(tái)的下方；所述光源、光纖光譜儀、探頭分別連接光纖跳線；光纖光譜儀通過USB接口
線與USB接口連接。
本實(shí)用新型的有益效果是采用光纖作為傳輸光的媒介，使光路方便調(diào)
節(jié)；采用消色差透鏡組來(lái)準(zhǔn)直光路，提高了測(cè)量精度，保證有足夠的反射 光進(jìn)入光纖；使用光闌來(lái)調(diào)節(jié)測(cè)量光束的大小，操作簡(jiǎn)便，使儀器適用于 不同的測(cè)試樣品和條件，拓寬了儀器的適用性；樣品臺(tái)加入水平調(diào)節(jié)裝置， 保證光束嚴(yán)格垂直樣品表面，提高測(cè)量精度，而且使其能夠測(cè)量不規(guī)則樣 品。另外，本實(shí)用新型采用USB接口設(shè)計(jì)，方便用戶的使用。

圖1為本實(shí)用新型的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的光纖探頭結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中
1、光源 2、電源
4、光纖跳線 5、探頭
7、水平調(diào)節(jié)旋鈕 8、 USB接口 10、準(zhǔn)直旋鈕 11、消色差透鏡組
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀結(jié)構(gòu)詳述如下。 本實(shí)用新型的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀主要涉及光垂直入射到樣品表面，通過 探測(cè)反射光來(lái)測(cè)定薄膜樣品的厚度和光學(xué)常數(shù)信息。 一束寬光譜的光垂直 入射到薄膜樣品上，透過薄膜上表面的光在薄膜上下表面間多次反射，第 一次入射時(shí)的反射光和后面的多次反射光相干涉，由于不同波長(zhǎng)下的光的 折射率不同，波長(zhǎng)不同，因而位相差不同，形成隨波長(zhǎng)變化的干涉譜。通 過分析干涉譜，就可得到薄膜的厚度和光學(xué)常數(shù)等信息。
本實(shí)用新型的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀的結(jié)構(gòu)如圖l所示，它主要包括有光源l，
3、光纖光譜儀 6、樣品臺(tái) 9、光纖探頭 12、連續(xù)可調(diào)光闌電源2，光纖光譜儀3，光纖跳線4，探頭5，樣品臺(tái)6，水平調(diào)節(jié)旋鈕7， USB接口8。其中光源l，電源2，光纖光譜儀3固定儀器后方的安裝板上; 探頭5安裝于樣品臺(tái)6上的橫梁上，水平調(diào)節(jié)旋鈕7置于樣品臺(tái)6下方； 光纖跳線4連接光源1、光纖光譜儀3和探頭5;光纖光譜儀3和USB接口 8之間通過USB接口 8的線連接。
所述光源1為長(zhǎng)壽命溴鎢燈光源，所述電源2為100VAC-240VAC寬幅 輸入自動(dòng)調(diào)節(jié)電源。所述光纖光譜儀3為USB接口微小形光纖光譜儀，波 長(zhǎng)范圍350nm-1000nm，波長(zhǎng)分辨率2nm，所述光纖光譜儀3為CCD接收。 所述光纖跳線4為7芯"Y"形寬光譜低吸收純石英光纖。所述上蓋為帶可 開合天窗，可取出光纖跳線4連接顯微鏡，方便擴(kuò)展為微區(qū)測(cè)量。
探頭5的結(jié)構(gòu)如圖2所示，光纖探頭9深入固定塊中連接準(zhǔn)直旋鈕10， 通過調(diào)節(jié)準(zhǔn)直旋鈕10調(diào)節(jié)消色差透鏡組11和光纖探頭9的間距，進(jìn)而保 證出射光為平行光束，透鏡組下方為可調(diào)光闌，用來(lái)調(diào)節(jié)測(cè)量光束的大小。
所述樣品臺(tái)6的下方設(shè)有三個(gè)旋鈕，其中一個(gè)為固定旋鈕，另兩個(gè)為 可調(diào)旋鈕，該三個(gè)旋鈕位置呈直角三角形狀，所述固定旋鈕為直角定點(diǎn)， 通過調(diào)節(jié)兩個(gè)可調(diào)旋鈕，調(diào)節(jié)樣品臺(tái)6的水平。
使用本實(shí)用新型的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀測(cè)量時(shí)，接通電源2，首先在樣品臺(tái) 6上放上參考板，通過調(diào)節(jié)準(zhǔn)直旋鈕IO使出射為平行光，連續(xù)可調(diào)光闌12 根據(jù)薄膜樣品的大小選擇合適測(cè)量光束大?。粚⒈∧悠贩胖迷跇悠放_(tái)6 上，從光源l發(fā)出的光，經(jīng)過光纖跳線4，從光纖探頭9出射，通過消色差 透鏡組11準(zhǔn)直，變?yōu)槠叫泄猓ㄟ^連續(xù)可調(diào)光闌12變?yōu)榇笮『线m的測(cè)量 光束，照射到樣品表面；通過調(diào)節(jié)樣品臺(tái)6下的可調(diào)旋鈕，使光束與樣品 表面垂直，反射光通過透鏡匯聚，耦合進(jìn)光纖，再通過光纖光譜儀3檢測(cè) 樣品的反射譜；通過USB接口8的線，將數(shù)據(jù)傳輸給上層軟件，通過相關(guān) 軟件分析測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到薄膜樣品的厚度和光學(xué)常數(shù)等信息。
權(quán)利要求1、一種光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，該儀器包括有殼體，殼體開有上蓋，其特征是所述殼體內(nèi)裝有光源(1)、電源(2)、光纖光譜儀(3)、光纖跳線(4)、探頭(5)、樣品臺(tái)(6)、水平調(diào)節(jié)旋鈕(7)以及USB接口(8)，所述光源(1)、電源(2)、光纖光譜儀(3)分別固定在該儀器殼體內(nèi)后側(cè)的安裝板上；探頭(5)安裝在樣品臺(tái)(6)上的橫梁上，水平調(diào)節(jié)旋鈕(7)置于樣品臺(tái)(6)的下方；所述光源(1)、光纖光譜儀(3)、探頭(5)分別連接光纖跳線(4)；光纖光譜儀(3)通過USB接口線與USB接口(8)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，其特征是所述探頭(5) 包括有光纖探頭(9)，其下方連接有準(zhǔn)直旋鈕(10)，消色差透鏡組(11) 固定在準(zhǔn)直旋鈕(10)上，經(jīng)調(diào)節(jié)準(zhǔn)直旋鈕(10)控制光纖探頭(9)到消 色差透鏡組(11)的距離調(diào)節(jié)光束。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，其特征是所述消色差透 鏡組(11)下設(shè)有連續(xù)可調(diào)光闌(12),經(jīng)調(diào)節(jié)連續(xù)可調(diào)光闌(12)調(diào)節(jié)
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，其特征是所述樣品臺(tái)(6) 的下方設(shè)有三個(gè)旋鈕，其中一個(gè)為固定旋鈕，另兩個(gè)為可調(diào)旋鈕，該三個(gè) 旋鈕位置呈直角三角形狀，所述固定旋鈕為直角定點(diǎn)，調(diào)節(jié)兩個(gè)可調(diào)旋鈕， 調(diào)節(jié)樣品臺(tái)(6)的水平。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，其特征是所述光源(1) 為長(zhǎng)壽命溴鎢燈光源。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，其特征是所述光纖光譜 儀(3)為帶USB接口的微形光纖光譜儀，波長(zhǎng)范圍350nm-1000nm，波長(zhǎng)分 辨率2nm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，其特征是所述光纖跳線 (4)為七芯"Y"形寬光譜低吸收純石英光纖。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，其特征是所述殼體上蓋 為可開合的天窗，能夠?qū)⒐饫w跳線(4)取出，外接顯微鏡。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種光學(xué)薄膜測(cè)厚儀，該儀器包括有光源、電源、光纖光譜儀、光纖跳線、探頭、樣品臺(tái)、水平調(diào)節(jié)旋鈕以及USB接口，所述光源、電源、光纖光譜儀分別固定在該儀器殼體內(nèi)后側(cè)的安裝板上；光纖探頭安裝在樣品臺(tái)上的橫梁上，水平調(diào)節(jié)旋鈕置于樣品臺(tái)的下方；所述光源、光纖光譜儀、探頭分別連接光纖跳線；光纖光譜儀帶有USB接口。有益效果是該儀器結(jié)構(gòu)使光路方便調(diào)節(jié)，提高了測(cè)量精度，保證有足夠的反射光進(jìn)入光纖；使用光闌來(lái)調(diào)節(jié)測(cè)量光束的大小，操作簡(jiǎn)便，使儀器適用于不同的測(cè)試樣品和條件，拓寬了儀器的適用性；樣品臺(tái)加入水平調(diào)節(jié)裝置，保證光束嚴(yán)格垂直樣品表面，而且使其能夠測(cè)量不規(guī)則樣品。
文檔編號(hào)G01B11/06GK201247048SQ20082007544
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者孫雙猛, 姝 張, 牛旭文 申請(qǐng)人:天津港東科技發(fā)展股份有限公司