膜厚测试仪是一种用于测量物体表面薄膜厚度的仪器,其工作原理根据不同的测量技术而有所不同。以下是几种常见的膜厚测试仪及其工作原理:
1. 机械接触式膜厚仪
工作原理:通过探针或触针直接接触被测表面,测量薄膜与基体之间的高度差,从而计算出薄膜的厚度。
特点:
适用于粗糙表面或较厚的薄膜。
精度较低,可能对薄膜造成损伤。
2. 光学膜厚仪
工作原理:利用光学原理(如反射、干涉、折射等)测量薄膜厚度。常见的光学膜厚仪包括:
椭偏仪:通过测量入射光和反射光的偏振状态变化,计算薄膜厚度和折射率。
干涉仪:基于光的干涉现象,测量薄膜上下表面的反射光相位差,从而计算厚度。
反射率法:通过测量薄膜对特定波长光的反射率,结合光学模型计算厚度。
特点:
非接触式测量,不会损伤薄膜。
精度高,适用于纳米级薄膜测量。
需要已知薄膜的光学参数(如折射率)。
3. 超声波膜厚仪
工作原理:利用超声波在薄膜和基体中的传播速度差异,通过测量超声波往返时间来计算薄膜厚度。
特点:
适用于多层结构或较厚的薄膜。
对薄膜表面粗糙度要求较低。
需要耦合剂(如水或油)以保证超声波传输。
4. 电磁感应式膜厚仪
工作原理:基于电磁感应原理,通过测量涡流或磁场变化来推算薄膜厚度。适用于金属薄膜或导电材料。
特点:
非接触式测量。
适用于金属或导电薄膜。
受材料电磁特性影响较大。
5. 放射性膜厚仪
工作原理:利用放射性同位素(如β射线或X射线)穿透薄膜,通过测量辐射强度衰减程度计算薄膜厚度。
特点:
适用于厚膜或高密度材料。
需要严格的安全防护措施。
6. 电容式膜厚仪
工作原理:通过测量薄膜与电极之间的电容变化,推算薄膜厚度。适用于介电薄膜或绝缘材料。
特点:
非接触式测量。
适用于薄层或介电材料。
7. X射线荧光膜厚仪
工作原理:利用X射线照射薄膜,通过测量荧光辐射的强度和能量,分析薄膜成分和厚度。
特点:
适用于多层薄膜或复杂成分分析。
需要较高的设备成本和专业操作。
