膜厚测量---高光谱的优势

       膜厚测量---高光谱的优势

       厚度是评价薄膜和涂层的关键质量参数，厚度和均匀性影响着薄膜的性能，以制备膜层的研究人员需要对其准确检测。
       目前常用的检测技术是X射线技术和光谱学技术，尤其是光谱学技术，被广泛应用于膜层制备检测工艺当中。厚度检测使用的点传感器，通常被安装在横向扫描平台上，从而形成锯齿形检测模式，由下图可以看出，这种检测技术无法对薄膜进行全面检测。

       而阵列式的高光谱相机（推扫式）可以克服这一限制并检测整个胶片或涂层。每次采集一行数据信息，再以高空间分辨率生成整个胶片宽度上的光谱数据。

       为了演示该应用中的高光谱成像，Specim 使用在 900–1700 nm 范围内运行的光谱相机（Specim FX17）测量了四个聚合物薄膜样品。样品薄膜的标称厚度为 17um、20um（两层薄膜）和 23 um。采用了镜面几何的方式，排查了干扰误差。之后根据相长干涉之间的光谱位置和距离，可以推导出薄膜厚度：
 

       镜面反射中测量的光谱干涉图案被转换为厚度图

       使用 Matlab 将光谱信息转换为厚度热图。根据从高光谱相机获得的光谱数据，计算出的膜层平均厚度为 18.4um、20.05um、21.7um和23.9 um，标准偏差分别为 0.12、0.076、0.34 和 0.183。在测量薄膜时，它们都还没有进行拉伸处理。这可以解释为测量值略高于标称值。
 

       高光谱相机技术与当前基于点光谱仪的 XY 扫描解决方案相比，大大提高了检测速度。此外高光谱相机还消除了X射线传感器带来的有害辐射风险。