基于像散原理的薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、薄膜厚度是衡量薄膜質(zhì)量的主要指標(biāo)。目前薄膜種類(lèi)越來(lái)越多，薄膜產(chǎn)品正朝著高精度方向發(fā)展。針對(duì)現(xiàn)有薄膜厚度測(cè)量方法難以實(shí)現(xiàn)大厚度薄膜測(cè)量、成本高等問(wèn)題。本文利用光驅(qū)內(nèi)的DVD激光頭，研究開(kāi)發(fā)了基于像散原理的薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)厚度測(cè)量范圍為100～800μm，重復(fù)測(cè)量精度為8μm，測(cè)量薄膜尺寸為140mm×50mm。論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）像散位移傳感器的研制。針對(duì)像散光學(xué)系統(tǒng)中光電探測(cè)器輸出的微弱電壓信號(hào)

2、，設(shè)計(jì)了信號(hào)放大電路和基于K60微處理器的聚焦誤差信號(hào)采集處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了像散光學(xué)系統(tǒng)輸出信號(hào)到聚焦誤差信號(hào)的轉(zhuǎn)換。通過(guò)模擬仿真分析得出了像散光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)像散位移傳感器測(cè)量精度和量程的影響規(guī)律。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了測(cè)量精度和量程可靈活改變的像散位移傳感器。
　?。?）掃描抖動(dòng)誤差實(shí)時(shí)校正。掃描式測(cè)量系統(tǒng)通常包含直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，然而直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)一般存在10μm以上的隨機(jī)抖動(dòng)誤差，將引起系統(tǒng)測(cè)量誤差擴(kuò)大。本文針對(duì)直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)隨機(jī)抖動(dòng)誤差，提出

3、了雙像散位移傳感器掃描抖動(dòng)誤差實(shí)時(shí)校正方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)該方案誤差實(shí)時(shí)校正后直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的隨機(jī)抖動(dòng)誤差由原來(lái)的12μm降低到了2μm。
　　（3）薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)對(duì)比分析了掃描式和陣列式兩種薄膜厚度測(cè)量方案優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)隨機(jī)抖動(dòng)誤差實(shí)時(shí)校正，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于像散原理的雙傳感器掃描式薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)厚度測(cè)量范圍為100～800μm，重復(fù)測(cè)量精度為8μm，測(cè)量薄膜尺寸為140mm×