4-3 获得精确厚度的方法 & 4.4 获得均匀膜层的方法
精密测厚技术的使用教程与操作技巧
精密测厚技术的使用教程与操作技巧导语：精密测厚技术是一种非常重要的工程技术，广泛应用于工业生产过程中。
本文将为大家介绍精密测厚技术的使用教程与操作技巧，帮助读者更好地应对实际工作中的厚度测量需求。
第一部分：精密测厚技术的基础知识在开始介绍具体的使用教程和操作技巧之前，我们先来了解一些精密测厚技术的基础知识。
首先，我们需要明白为什么需要进行厚度测量。
在许多工程项目中，产品的厚度是一个至关重要的指标，它可以直接影响产品的质量和功能。
因此，精密测厚技术被广泛应用于材料科学、制造业、建筑工程等领域。
其次，我们需要了解一些常用的精密测厚技术。
目前，常见的测厚技术包括超声波测厚、X射线测厚和激光测厚。
每种技术都有其适用的范围和特点，需要根据具体的测量要求选择合适的方法。
第二部分：超声波测厚技术的使用教程与操作技巧超声波测厚技术是一种基于超声波的非破坏性测厚方法，它可以用于测量金属和非金属材料的厚度。
下面，我们详细介绍超声波测厚技术的使用教程与操作技巧。
首先，准备工作。
在进行超声波测厚之前，需要准备一台超声波测厚仪和一根合适的传感器。
确保测量仪器的正常工作，传感器的接触面清洁无损。
其次，校准仪器。
超声波测厚仪通常具有自动校准功能，但我们仍然需要确保仪器的准确性。
可以使用一块标准样品进行校准，确保测量结果与样品的实际厚度相符。
然后，规划测量点。
根据实际需求，确定测量对象的测点。
通常情况下，需要在物体的不同位置进行多次测量以获得准确的平均值。
接下来，进行测量。
将传感器贴附在待测物体的表面，并启动测量仪器。
超声波信号通过传感器发送到物体内部，在不同材料层之间的反射和波速变化等现象中进行测量，从而得出物体的厚度。
最后，分析和记录测量结果。
根据实际需求，对测量结果进行分析和比对。
可以使用计算机软件进行数据处理，并将测量结果记录在文件或报告中。
第三部分：其他测厚技术的使用教程与操作技巧除了超声波测厚技术之外，X射线测厚和激光测厚也是常用的精密测厚技术。
化工原理_上下册_修订版_(夏清__陈常贵_着)_天津大学出版社 第四章 传热(新)
一、对流传热速率方程和对流传热系数
（一）对流传热速率方程 若以流体和壁面间的对流传热为例，对流传热速率方程可以 表示为
式中
dQ：局部对流传热速率，W； dS： 微分传热面积，m2; T： 换热器的任一截面上热流体的平均温度，℃； Tw：换热器的任一截面上与热流体相接触一侧的壁面温度，℃； α ： 比例系数，又称局部对流传热系数，W/(m2· ℃)。
第四章 传
热
1
4.1 概述
传热：由温差引起的能量传递。 自发过程：热量从高温传递到低温。
一、化工生产的传热问题
化工生产需要大规模地改变物质的化学性质和物理性质，而 这些性质的变化都涉及热能的传递。 化学反应：向反应器提供热量或从反应器移走热量； 蒸发、蒸馏、干燥：按一定的速率向这些设备输入热量；
高温或低温设备：隔热保温，减少热损失；
空气自然 气体强制 对流 对流 5~25 20~100 水自然 对流 20~ 1000 水强制 对流 1000~ 15000 水蒸汽 冷凝 5000~ 15000 有机蒸 汽冷凝 500~ 2000 水沸腾 2500~ 25000
34
§4-3-3 保温层的临界厚度
t1 t f 总推动力 Q ln r0 r1 1 总热阻 2L 2Lr0
7
三、间壁式换热和间壁式换热器
冷、热流体被固体壁面所隔开，分别在固体壁面两侧 流动。冷、热 流体通过间壁进行热量交换。 1、套管式换热器
8
2、列管式换热器
9
单程列管式换热器
1— 外壳 2—管束 3、4—接管 5—封头 6—管板 7—挡板
双程列管式换热器
1—壳体 2—管束 3—挡板 4—隔板
10
牛顿冷却定律。
测厚仪操作规程
测厚仪操作规程标题：测厚仪操作规程引言概述：测厚仪是一种用于测量物体厚度的仪器，广泛应用于工业生产、建造工程、航空航天等领域。
正确操作测厚仪对于准确测量物体厚度至关重要，下面将介绍测厚仪的操作规程。
一、仪器准备1.1 确保测厚仪处于正常工作状态，检查仪器外观是否有损坏。
1.2 检查测厚仪的电池电量，确保电量充足。
1.3 准备好校准块或者标准样品，用于校准仪器。
二、测量准备2.1 将测厚仪放置在平稳的工作台上，避免受到外界干扰。
2.2 将测厚仪的传感器头对准待测物体表面，确保传感器与物体垂直接触。
2.3 调节仪器的参数，如声速、频率等，以适应待测物体的特性。
三、测量操作3.1 按下测厚仪上的测量按钮，开始进行测量。
3.2 保持传感器头与物体表面接触，直到测量完成。
3.3 记录测量结果，并及时处理数据，如保存、打印或者传输至电脑。
四、校准和维护4.1 定期对测厚仪进行校准，以确保测量结果的准确性。
4.2 清洁测厚仪的传感器头和外壳，避免灰尘或者污垢影响测量精度。
4.3 注意测厚仪的工作环境，避免高温、潮湿或者腐蚀性气体的影响。
五、安全注意事项5.1 使用测厚仪时，避免将传感器头对准眼睛或者其他人体部位。
5.2 在测量过程中，注意避免将测厚仪摔落或者碰撞到硬物。
5.3 在测量结束后，及时关闭测厚仪的电源，避免电池耗尽或者损坏。
总结：遵循以上测厚仪操作规程，可以确保测量结果的准确性和仪器的长期稳定工作。
同时，注意安全操作和定期维护，可以延长测厚仪的使用寿命，提高工作效率。
希翼以上内容对您有所匡助。
台球瞄准方法详解
[斯诺克台球教程连载]第二篇台球基本功法————（六）重合瞄准法（厚薄度瞄准法）由mySnooker» 2007年 4月 15日 14:25原文出自：新浪博客国旗飘扬（六）重合瞄准法（厚薄度瞄准法）台球是用球杆撞击主球，再通过主球把目标球撞进球袋。
当袋口中心点与目标球中心点和主球中心点成一条直线时，这是直线球，但在实际打球时很少遇到，当3点不在一条直线上时，便出现了各种偏斜角度的偏角球，在打球时是经常出现的。
比赛中如果掌握不好打厚球与薄球的技术，是无法取胜的。
下面简单介绍一下目标球厚度的划分（图2-30），有中心球、4/5球、3/4球、2/3球、1/2球、1/3球、1/4球和1/5秋等。
图2-301. 中心瞄准点指主球的中心点与目标球的中心点直线相撞击，图2-30上的T点为瞄准点，实际瞄视结果与目标球相重合。
2. 3/4瞄准点将目标球直径分成4等分（图2-31），图中主球左侧边上的延长线A与目标球上的3/4那条线对齐，然后再沿着主球中心T1一直向前看到T2点时，这个T2点的部位，就是击球时要用眼睛观测的瞄准点。
通过这个图例说明之后，再看其他举例就容易明白了。
例如图2-30厚度与目标球的分离角与瞄准点。
图2-313. 2/3瞄准点就是把目标球的直径分成3等分，如图2-30左边的延长线与目标球2/3那条线相重合，瞄准时看T点。
通常所说的“厚球”一词，是指在瞄准时主球和目标球相重合的尺度，从整个球面（亦称满球）到相重2/3范围，均称厚球；所说的“薄球”，是指瞄视主球与目标球其球径相重在1/2以下的均称薄球。
4. 1/2瞄准点将目标球分成二等分，主球左边延长线与目标球中心相重合，此时瞄准点恰好在目标球的右边缘上，并且这个T点即在主球中心的延长线上，这个延长线也是向前瞄准的视线（如图2-32所示）。
图2-325. 其它瞄准点对于其它瞄准点，如1/3、1/4、1/5等，道理也是完全相同的，这里就不再赘述了。
薄膜光学第四章光学镀膜工艺教学讲义
➢薄膜厚度监控技术
1）直接观测薄膜颜色变化的目视法； 一定结构的膜层对不同波长的光具有不同的透过率。白
光入射，反射光就会表现出颜色。 互补色原理：紫色黄绿，紫蓝黄，蓝橙，红蓝
绿，绿紫红。 特点：结构简单，操作方便，但精度低，受外界、人为因素 影响较大。
2）测量薄膜透过率和反射率极值法； 测量正在镀制膜层的反射率或透过率随膜层厚度增加过
教学目的和要求
了解和掌握影响光学薄膜质量的主要因素以及控制方法。
4.1 光学薄膜器件的质量要素
➢ 光学镀膜器件的光学性能 光学薄膜的光学常数：折射率和厚度。
膜层折射率误差来源、膜层厚度误差来源 膜层折射率误差来源 1）膜层的填充密度，也叫聚集密度。它是膜层的实材体积和 膜层的几何轮廓之比。 2）膜层的微观组织物理结构。即使用同样的膜层材料，采用 不同的物理气态沉积技术（PVD），得到的膜层具有不同的 晶体结构状态，具有不同的介电常数和折射率。
基片清洁的影响：残留在基片表面的污物和清洁剂将导致 1）膜层对基片的附着力差； 2）散射或吸收增大，抗激光损伤阈值低； 3）透光性能变差。
基片的表面污染来源： 1）基片表面抛光后存储时间较长，表面水渍、油斑和霉斑； 2）工作环境中的灰尘及纤维物质被零件表面吸附； 3）离子轰击时负高压电极溅射，在基片表面形成斑点； 4）真空系统油蒸汽倒流造成基片表面污染等。 提高清洁度的方法： 1）常打扫工作环境（最好建无尘车间）、经常打扫真空室； 2）对于新抛光基片表面，可用脱脂纱布蘸乙醇与乙醚混合物 进行擦洗；对于存储时间较长的基片表面，可用脱脂纱布或 棉花蘸最细的氧化铈或红粉进行更新，擦拭时要尽量均匀， 不要破坏表面面形。 3）基片表面油脂、水或其它溶剂的表面薄层，可利用离子轰 击来清洁。
基于太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法
引用格式：何普, 赵纪元, 颜江涛. 基于太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法[J]. 中国测试，2023, 49(10): 1-6. HE Pu,ZHAO Jiyuan, YAN Jiangtao. Thermal barrier coating thickness measurement method using terahertz wave intensity relationship[J].China Measurement & Test, 2023, 49(10): 1-6. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2022060132基于太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法何 普， 赵纪元， 颜江涛(西安交通大学机械工程学院，陕西 西安 710049)摘 要: 针对等离子喷涂工艺制备的热障涂层内部结构复杂、太赫兹波在热障涂层内传播衰减严重等问题，提出利用太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法，根据太赫兹波在热障涂层中的传播特性建立热障涂层太赫兹波传播模型，通过模型可以得到基于太赫兹检测信号的热障涂层厚度计算方法，然后根据菲涅尔定律和太赫兹检测信号回波能量关系建立折射率计算模型，提出使用热障涂层结构特征影响因子S 修正利用太赫兹波强度关系的热障涂层厚度测量方法，并进行实验验证。
研究结果表明，该方法所得结果与130 nm 分辨率共聚焦显微镜测量结果具有良好的一致性，平均绝对误差不大于17.29 μm ，平均相对误差不高于3.42%，能够准确测量热障涂层厚度。
关键词: 无损检测; 太赫兹波; 热障涂层; 厚度测量中图分类号: TG115.28; TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2023)10–0001–06Thermal barrier coating thickness measurement method using terahertz waveintensity relationshipHE Pu, ZHAO Jiyuan, YAN Jiangtao(School of Mechanical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China)Abstract : Aiming at the problems of complex internal structure of thermal barrier coatings made by plasma spraying and serious attenuation of terahertz wave propagation in thermal barrier coatings, a calculation method of thermal barrier coating thickness based on the relationship of terahertz wave intensity was proposed.Firstly, according to the propagation characteristics of terahertz waves in thermal barrier coatings, a terahertz wave propagation model of thermal barrier coatings was established, and the calculation method of thermal barrier coating thickness based on terahertz detection signals could be obtained through the model. Then, a refractive index calculation model was established based on Fresnel's law and the relationship between the echo energy of the terahertz detection signals. Finally, a thermal barrier coating thickness calculation method based on the THz wave intensity relationship using the influence factor S of the thermal barrier coating structure characteristic was proposed, and the experimental verification was carried out. The research results show that the results obtained by this method are in good agreement with the measurement results of 130 nm resolution confocal microscopy, the average absolute error is not more than 17.29 μm, and the average relative error is not收稿日期: 2022-06-21；收到修改稿日期: 2022-09-19基金项目: 国家自然科学基金项目(51975452)作者简介: 何 普（1996-），男，河北邯郸市人，硕士研究生，专业方向为太赫兹无损检测。
X射线衍射分析(环工院)讲课文档
所有的被照射原子所产生的散射只有满足布拉 格方程，才能产生反射（衍射），或称散射才 能发生加强干涉。从布拉格方程的通用公式可 知：入射X射线的波长满足
λ≦2d 入射X射线照射到晶体才有可能发生衍射，
显然，X线的波长应与晶格常数接近，一般 用于衍射分析的X射线的波长为0.25-5.0nm。
• 旋转靶：为提高X射线源的强度，需提高X 射线管的功率，采用转动阳极的X射线管。
第五页，共156页。
X射线管的工作原理
整个X射线光管处于真空状态。当阴极和 阳极之间加以数十千伏的高电压时，阴极灯 丝产生的电子在电场的作用下被加速，并高 速射向阳极靶。经高速电子与阳极靶的碰撞 ，从阳极靶产生X射线，这些X射线通过用金 属铍（厚度约为0.2mm）做成的x射线管窗口 射出，即可提供给实验所用。
简单立方、体心立方、
面心立方
2.正方晶系（TETRAGONAL） 简单正方、体心正方
3.斜方晶系(ORTHORHOMBIC)
简单斜方、体心斜方、
面心斜方、底心斜方
4.六方晶系（HEXAGONAL）
5.菱方晶系（TRIGONAL）
6.单斜晶系（MONOCLINIC） 简单单斜、体心单斜
三斜晶系 7.
（TRICLINIC）
第二十五页，共156页。
阵点的坐标表示 以任意顶点为坐标原点，以与原点相交的三个棱边
为坐标轴，分别用点阵周期（a、b、c）为度量单位
四种点阵类型
•简单 •体心 •面心
•底心
简单点阵的阵点坐标为000
第二十六页，共156页。
底心点阵
除八个顶点上有阵点外，两 个相对的面心上有阵点，面 心上的阵点为两个相邻的平 行六面体所共有。因此，每 个阵胞占有两个阵点。阵点
简支梁冲击强度（2篇）
简支梁冲击强度(2篇)以下是网友分享的关于简支梁冲击强度的资料2篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
篇一：简支梁冲击强度4．塑料——简支梁冲击强度的测定Plastics—Determination.of charpyImpact strength第二版1993-05-151适用范围1.1 本国际标准规定了塑料在规定条件下测定简支梁冲击强度的方法。
规定了几种不同种类的试样和试验配置。
根据材料类型、试样类型和缺口的类型规定了不同试验参数。
1.2本方法用于研究规定类型的试样在规定冲击条件下的行为，也用于估计试样在试验条件固有范围内的脆性和韧性。
本方法比ISO 180(悬臂梁)有较大的应用范围，且更适用于测试显示层间剪切断裂的材料或由于环境因素存在表面影响的材料。
1.3 本方法适用于下列范围的材料——硬质热塑性模塑和挤塑材料，包括填充材料和增强未填充材料，硬质热塑性板材；——硬质热固性模塑材料，包括填充和增强材料，硬质热固性板材，包括层压材料；——纤维增强的热固性和热塑性复合材料，包括单向或非单向的增强材料如毡、织物、纺织粗纱、短丝束、复合和杂混复合材料、玻璃粗纱和碎纤维、预浸渍材料制成的片材（预浸料坯）；——热致液晶聚合物。
本方法一般不适用于硬质多孔材料和含有多孔材料的夹层结构材料。
另外，长纤维增强的复合料或热致液晶聚合物一般不用缺口试样。
1.4 本方法适用于模塑到所选尺寸试样，以标准多用途试验试样(见ISO 3167)的中部机械加工的试样，或者由成品和半成品如模塑制品、层压制品和挤塑或铸塑板机械加工的试样。
1.5 本方法规定了试样的优选尺寸。
不同尺寸和缺口的试样以及不同条件下制备的试样进行的试验所得的结果是不可比的。
其他因素，如摆锤的能量大小，冲击速度和试样的状态调节也能影响结果。
因此，当需要可比数据时，必须仔细地控制和记录这些因素。
1.6 本方法不宜用作设计计算数据的来源。
但是，通过在不同的温度试验，改变缺口半径和/或厚度以及不同条件下制备试样，可以获得材料的典型特征资料。
如何排出书本厚度的尺寸
如何排出书本厚度的尺寸
书本的厚度是指书本的纸张叠加后的整体厚度，它是一本书的重要指标之一，也是读者在选择图书时会考虑的因素之一。
一本书的厚度既不能太薄，影响了装帧的质感和震撼力，也不能太厚，不利于携带和阅读。
那么如何准确测量一本书的厚度呢？下面就介绍一下如何排出书本厚度的尺寸。
首先，测量书本的厚度需要用到一把千分尺或尺子。
将卷尺竖直放置在书本的侧面，从书的最左边到最右边测量书的宽度，然后将尺子对准书的厚度方向，从书的最上方到最下方测量书的厚度。
需要注意的是，在测量书的厚度时，要把书从中间往两侧推压，以保证每一页都处于平整且叠合在一起的状态。
在测量的过程中，还要留意是否有书页被翻折、弯曲或错位，这样会影响到最终的测量结果。
另外，在测量书本厚度时，也需要考虑到书的装帧方式对厚度的影响。
不同的装帧方式会导致书的厚度有所不同，比如精装书的厚度通常会比软装书要大一些，因为精装书有厚重的封面板和更多的装饰设计，而软装书则相对轻薄一些。
因此，在测量书的厚度时，要对不同装订方式的书进行区分，以获得最准确的测量结果。
总的来说，测量书本的厚度是一项比较简单但又需要注意细节的工作。
只要准备好合适的工具和仔细操作，就可以准确测量出一本书的厚度，并且基于这个数据做出合理的评判和选择。
希望这些小贴士能帮助你更好地了解书本的厚度测量方法，为你的阅读和选书提供一些参考。
氮化硅厚度计算
氮化硅厚度计算引言：作为一种重要的半导体材料，氮化硅在电子器件制造过程中扮演着重要的角色。
计算氮化硅的厚度是确保器件性能稳定和一致性的关键步骤之一。
本文将介绍一种常用的方法来计算氮化硅的厚度，以帮助读者更好地理解该过程。
1. 厚度计算方法氮化硅的厚度可以通过不同的方法进行计算，其中一种常用的方法是通过测量氮化硅膜的折射率来推导厚度。
通过使用傅里叶变换红外光谱仪等设备，可以测量氮化硅膜在不同波长下的反射率和透射率，从而得到相应的折射率。
2. 折射率与厚度的关系氮化硅的折射率与其厚度之间存在一定的关系，通过这个关系可以推导出氮化硅的厚度。
当入射光从空气进入氮化硅膜时，由于介质的折射率差异，光线会发生折射。
根据菲涅尔公式，可以计算出反射和透射的光强，从而得到氮化硅膜的折射率。
3. 实际应用通过测量氮化硅膜在不同波长下的折射率，可以建立折射率与厚度之间的关系模型。
通过该模型，可以根据已知的折射率值来反推氮化硅的厚度。
这种方法在半导体工业中得到广泛应用，可以帮助工程师们确保器件的性能和一致性。
4. 精确性和限制需要注意的是，氮化硅厚度计算方法的精确性受到多种因素的影响，例如测量设备的精度、样品表面的质量等。
此外，氮化硅本身的光学性质也可能会随着厚度的变化而发生变化，这也会对厚度计算的准确性产生一定的影响。
结论：通过测量氮化硅膜的折射率，可以推导出氮化硅的厚度，从而帮助工程师们进行器件制造过程的控制和优化。
然而，需要注意的是，厚度计算方法的精确性受到多种因素的影响，因此在实际应用中需要仔细考虑这些因素。
通过不断改进测量技术和模型，可以提高厚度计算的准确性和可靠性，进一步推动半导体技术的发展。
参考文献：[1] X. Zhang, Y. Li and Z. Liu, "Optical constants of SiNx thin films," Opt. Laser Technol., vol. 38, no. 2, pp. 125-129, Feb. 2006.[2] T. Tiedje, F. Smy, P. Yeh and A. Y. Cho, "Determination of the thickness of silicon nitride films by spectroscopic ellipsometry," J. Appl. Phys., vol. 53, no. 8, pp. 5967-5971, Aug. 1982.。
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4.4.1影响膜层厚度均匀性的因素
影响膜层厚度均匀性的因素： 蒸发源的发射特性 蒸发源的结构
• 点源、面源、螺旋丝等不同结构蒸发源 • 每种蒸发源在经度和纬度的发射分布都不同
不同的膜料的蒸发特性 蒸发源与被镀件的相对位置 被镀件的面形
4.4.1 影响膜层厚度均匀性的因素
为了获得厚度均匀的薄膜，可以从理论上进行计 算，从而得到膜厚分布规律。在进行膜厚计算时 首先假定： (1)蒸发分子与蒸发分子，蒸发分子与残余气体分 子之间没有碰撞； (2)蒸发分子到达基板表面后全部淀积成紧密的薄 膜，其密度和大块材料相同； (3)蒸发源的蒸汽发射特性不随时间变化。
但是影响晶体频率变化的还包括其他一些因素， 其中最主要的是晶体的温度。晶体的基频会随其 温度发生较大的变化，从而引起膜厚测量的误差。 针对晶振监控的这个缺点，近年来研究人员作了 大量工作，提出了许多改进措施。如c．Kremer 提出的在监控晶片旁设置一参考晶片，受热使它 们达到相同的温度，通过两晶片振荡频率相减， 使得温度对晶振频率的影响达到最小，也就提高 了石英晶振法的精度。
影响光学监控法判断精度的因素
(2)监控区域的光斑尺寸与均匀性 由于成膜过程中膜层厚度空间分布不均匀，在 不同位置处膜的反射率(或透射率)不同，在光 斑尺寸确定时，所测的光信号是叠加了在该区 域内膜厚不均匀所造成的光强误差。 在多数膜厚中，通常直接将光源灯丝的像成在 监控面上，由于光源本身不是一个均匀发光的 面，这样会加大上述误差。 因此，光斑尺寸越小越好，光斑越均匀越好， 而且光斑所处的位置尽量在膜厚变化小的区域。
4.3.5 石英晶振法 声阻抗法
若考虑镀膜后石英晶体振动模式的改变 那么有： q z f zq NT T0 1 d f arctan ( ) tan (1 ) f zq zf T
其中Zf，Zq分别是膜层和石英晶片的声抗值
4.3.5 石英晶振法
影响光学监控法判断精度的因素
(3)监控点位置稳定性 在间接监控中，监控片的位置是固定的，监控 点位置是稳定的。 如采用多片监控片，则每片的定位误差就直接 带入到测量信号中，因此在高精度镀膜时，常 采用转动式换区域监控片来替代以前的换片式 监控片。 如果是直接监控，基片绕回转轴转动而监控点 又不在圆心，那么实际监控位置是在绕圆心在 转动，所测到的信号是这个区域内的平均值。
镀膜之后基频和厚度关系
又有
q d q d f f
N f f 0 f d 0 d
所以 而频率同周期的关系 因此
q N N d f ( ) f f f 0 f
1 1 T0 , T f0 f 0 f
q d f N (T0 T ) f
4.3.6 宽光谱膜厚监控
对非1／4波长宽带光学薄膜的镀制，单波长监控 有其限制性，如果对膜层在很宽的波长范围内进 行多波长同时测试，就能获得更多的信息，有利 于膜层的精确控制。 宽光谱法是将实测的光谱曲线与理论计算的目标 光谱曲线进行比较，并将结果以评价函数的方法 反馈给控制系统的一种膜厚监控方法。
4.3.6 宽光谱膜厚监控
但宽光谱扫描法也有其缺陷，如要预先知道目标 光谱透射率(或反射率)，而目标光谱透射率的确 定相当繁琐，且准确度不高、可重复性差。 针对宽光谱扫描法原理上的这种固有缺陷，八十 年代初期加拿大国家研究院的Dobrowolsld和马 赛薄膜中心的PeHefier就提出了薄膜设计和制造 一体化的研究计划，目前国内已有人建立出了在 蒸镀过程中及时拟合所镀膜层的厚度、折射率等 参数，并据此不断修正目标透射率从而提高膜厚 监控精度的宽带膜厚监控系统。
但是实际蒸发源一般情况下既不是理想的点源，也不是理 想的面源，而是介于两者之间，所以实际蒸发源特别是电 子蒸发源的发射特性研究表明，用cosn分布来描述更为 合理。 基板上某一点p的膜厚可以表示为
影响膜层均匀性的因素主要有两点：基板上某点膜厚与 它到蒸发源的距离平方成反比；与淀积角的余弦成正比。
4.3.6 宽光谱膜厚监控
设待镀光学薄膜第j层的目标光谱透射率曲线为
在镀制过程中实测透射率曲线为
则可定义评价函数为
T j ( , n j d j )
T j ( , nd )
Fj T j ( , ni di ) T j ( , nd ) d
1
2
在蒸镀过程中用计算机连续计算该评价函数，当F取极 小值时停止蒸镀。
4.3 获得精确厚度的方法
4.3.5 石英晶振法
除了光学监控方法以外，石英晶振法也是目前广 泛使用的一种膜厚监控方法。 其原理就是利用石英晶体片的固有振动频率随着 其质量的变化而变化的这一特性. 将石英晶片置于真空室中，当晶体表面被镀上膜 层，其总质量发生变化，从而晶振频率也随之改 变，测量出频率的变化便可计算出其质量厚度。 如果我们已知薄膜的密度，则可进而确定薄膜的 几何厚度。
4.3.5 石英晶振法
石英晶振法同光控法的比较 光控法： 直接控制光学膜层的目标参数T或R 不同膜层的厚度误差有相互补偿作用 对膜层厚度的控制精度较低 晶控法： 控制精度高（0.1nm），易实现自动控制 可直接监控成膜速率，便于工艺稳定重复 可控制任意膜层的厚度 温度对石英晶体的频率影响很大，需要恒温措 施
N f f 2 d f dq q
N d q 2 dq
4.3.5 石英晶振法 频移法
频移法存在的问题 忽略了有膜晶片与无膜晶片振动模式的差异 忽略了有膜晶片连续或继续使用时振动基频的 变化。
4.3.5 石英晶振法 周期法
石英晶片的振动基频和初始厚度关系
N f0 d0
影响光学监控法判断精度的因素
(5)光信号的稳定性 由于绝大多数光学膜厚仪是采用单光路结构， 光源信号强度的波动作为主要因素之一会直接 影响测量与判断精度，减小这种影响的措施有： 采用高稳定光源与电源；采用双光路法。
影响光学监控法判断精度的因素
(6)杂散光 镀膜机真空室内的沉积系统(如电子枪、离子源 等)和烘烤系统也会产生与光学膜厚监控系统工 作波段重叠的光。 为了消除这些杂散光的影响，措施有：采用调 制方式进行测量，不仅排除杂散光的影响，还 能提高探测小信号的能力；采用与杂散光不同 波段的监控波长。
4.4.2 获得均匀厚度膜层的途径
1 蒸发源和零件的相对位置 点状蒸发源置于被镀件所在球面的球心 面状蒸发源位于被镀件所在的同一球面上
4.4.2 获得均匀厚度膜层的途径
2 改善工艺 采用旋转夹具：公转、自转、行星夹具。 入射角：均匀膜层——入射角尽量小，蒸发源 有效蒸发张角2θ应小于22o，即被镀零件离蒸 发源的距离足够大。 增设膜层厚度调节板 该项技术就是采用特定形状的静止挡板, 置于 蒸发源和被镀光学元件之间,以改变工作室中膜 厚分布, 使工件盘各个位置上的膜厚达到均匀 的要求, 该技术具有工艺简单、方便可靠等优 点.
4.3.6 宽光谱膜厚监控
宽光谱扫描方式可分为机械扫描方式、窄带干涉 滤光片扫描方式、摄象管扫描方式、利用CCD及 硅光二极管阵列扫描方式等多种方式。 宽光谱扫描法镀膜精度高。膜层监控可重复性好， 对非规整膜系的监控具有优越性，并且在蒸镀过 程中测量和记录了整个波段内的透射率变化情况。 所得信息丰富，这还有利于我们实时地测量薄膜 的光学常数、折射率色散和非均匀性等一系列性 质。所以宽光谱扫描法应用前景广泛。
4.4.2 获得均匀厚度膜层的途径
理论挡板设计遵循一下设计原则：不计材料蒸 发时的角向误差，相对厚度t仅和蒸发角有很大 关系，修正挡板用来改变因蒸发角不同而带来 的相对厚度分布差别。 一般设计挡板有两种方法： 直接根据理论结果来设计挡板； 运用实验结果进行挡板设计。
影响光学监控法判断精度的因素
(1)监控光的光谱带宽 一般的光学膜厚仪采用白炽灯作光源，再通过 分光设备(如单色仪)产生准单色光，因此这种 光具有一定的光谱带宽。对这种光源来说，光 谱带宽是通过狭缝来调节的，狭缝越小，光谱 带宽越小，能量也越小。 在实际过程中，光源光谱带宽的选择往往与薄 膜性能相关，针对带通滤光片，一般选择监控 光的光谱带宽为滤光片带宽的1／3以下。因此， 在满足带宽要求的前提下，尽可能加大狭缝以 增加光能量，从而提高信噪比。
影响光学监控法判断精度的因素
如果镀膜面与回转轴不垂直，在同一半径的圆 周上会产生膜厚的不均匀，实际测到的信号又 叠加了这些误差。 减小这种误差的方法有：调整镀膜面与回转轴 垂直；同步定点测量并缩短积分时间。
影响光学监控法判断精度的因素
(4)成膜速率 在上述两种薄膜厚度推算方法中，一个前提条 件是成膜速率是匀速的。 在成膜过程中，成膜速率对膜层折射率的影响 相当大，速率不稳会造成沿膜层垂直方向上折 射率梯度变化，对薄膜厚度的推算产生间接影 响。 因此控制成膜速率的稳定性也是提高厚度判断 精度的主要因素之一。对于更高精度的厚度监 控，还可以通过厚度补偿算法来校正速率不匀 的影响。
4.3.5 石英晶振法 频移法
石英晶体固有振动频率
N是由石英晶片确定的常数 若在此晶片的表面镀上厚度为 d f 的膜层，假设该膜 层可以等效石英厚度为 d q ，则有
N f dq
m A f d f Aq d q
d q
f d q q
f
对石英晶片的频率微分有 故膜厚增量引起石英晶片振动频率的变化量为
影响光学监控法判断精度的因素
(8)监控光入射角度 通常在膜系设计时，膜层厚度是按法线方向计 算的，如果监控光入射角度不为90。时，不仅 实际厚度与设计厚度有固定的差值，还会存在 偏振现象。在大入射角、高精度监控时，还必 须采用偏振光来消除这种误差的影响。
4.4 获得均匀膜层的方法
在镀制光学膜系的时候，膜层均匀性问题是一个 重要问题。膜厚的均匀性不好，将严重影响膜系 的特性。膜厚均匀性是指膜厚随基板表面位置的 变化，它与蒸发源与基板之间的配置以及蒸发特 性有关。 而现在，对于大型基板的多层膜的光学特性要求 也就越来越高，但是对于这种大型衬底，每一层 膜都必须均匀的镀制在基板上，因为膜层任何的 不均匀都会对光学性能有很大的影响。