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          高光譜成像技術在薄膜厚度檢測上的應用

          發布時間: 2022-04-26  點擊次數: 730次

          厚度是評價薄膜和涂層的關鍵質量參數,厚度和均勻性影響著薄膜的性能,所以制備膜層的研究人員需要對其準確檢測。

          目前常用的檢測技術是X射線技術和光譜學技術,尤其是光譜學技術,被廣泛應用于膜層制備檢測工藝當中。厚度檢測所使用的點傳感器,通常被安裝在橫向掃描平臺上,從而形成鋸齒形檢測模式,由下圖可以看出,這種檢測技術無法對薄膜進行全面檢測。

           

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          而陣列式的高光譜相機(推掃式)可以克服這一限制并檢測整個膠片或涂層。每次采集一行數據信息,再以高空間分辨率生成整個膠片寬度上的光譜數據。

          為了演示該應用中的高光譜成像,Specim 使用在 900–1700 nm 范圍內運行的光譜相機(Specim FX17)測量了四個聚合物薄膜樣品。樣品薄膜的標稱厚度為 17um、20um(兩層薄膜)和 23 um。采用了鏡面幾何的方式,排查了干擾誤差。之后根據相長干涉之間的光譜位置和距離,可以推導出薄膜厚度:

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          鏡面反射中測量的光譜干涉圖案被轉換為厚度圖

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          使用 Matlab 將光譜信息轉換為厚度熱圖。根據從FX17所獲得的光譜數據,所計算出的膜層平均厚度為 18.4um、20.05um、21.7um和23.9 um,標準偏差分別為 0.12、0.076、0.34 和 0.183。在測量薄膜時,它們都還沒有進行拉伸處理。這可以解釋為什么測量值略高于標稱值。

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          由此試驗可知,膜層厚度檢測技術運用高光譜成像技術將會顯著提高檢測效率。高光譜相機(如 Specim FX17)每秒可采集多達數千條線圖像,它們可以提供全天候的薄膜在線檢測,能夠很好的提供產品的質量以及一致性,并大大減小因誤篩所導致的材料浪費。

          高光譜相機技術與當前基于點光譜儀的 XY 掃描解決方案相比,大大提高了檢測速度。此外高光譜相機還消除了X射線傳感器所帶來的有害輻射風險。

          FX17是芬蘭Specim的近紅外高光譜相機,專為工業和實驗室使用。 它工作在線掃描模式,并收集900至1700 nm的高光譜數據。  

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          產品特點:

          ◆ 光譜范圍為 900-1700 nm

          ◆空間分辨率高達640像素

          ◆GigE版圖像幀頻可達527 FPS;CameraLink 版的高達670 FPS

          ◆相機波長覆蓋范圍內的224個光譜通道可自由選擇

          ◆內置圖像校正

          ◆GigE 或 CameraLink 標準接口

          ◆易于安裝到工業環境

           

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          芬蘭Specim是高光譜成像生產商,是該領域的先*,為市場提供廣泛的高光譜相機,成像光譜儀、系統和附件。其高光譜相機包含VIS、NIR、SWIR、MWIR以及LWIR的全線產品。西安立鼎光電為芬蘭Specim高光譜相機中國區的合作伙伴,可以為您提供專業的咨詢和售前、售中以及售后服務。

           

           

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