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FT-IR Spectrometer FTMIR-FC-120-4TE,ARCoptix轻便型傅里叶变换红外光谱仪与膜厚测量原理

作者:admin  时间:2025-5-19 2:51:16

薄膜厚度测量是傅里叶变换红外光谱仪的一项常规应用,本文为客户整理了ARCopix FTIR光谱仪(FT-IR Spectrometer)在测量膜厚时的一些方法和要点。方便客户从原理上更加了解傅里叶红外光谱仪的原理和应用。同时也为客户推荐ARCoptix推出的薄膜厚度测量的热门FTIR分析仪设备。

ARCoptix傅里叶变换红外光谱仪测量膜厚的原理

由于光的波状行为,光干涉现象会出现比光的一半相干长度更薄的层。在第一个界面上反射的光会干扰在第二个界面上反射的光,它们的相互作用取决于光的波长、膜层厚镀和膜层的折射率。这种效应会导致该仪器测量的反射光谱中出现振荡。这种振荡的频率提供了有关层的厚度及其折射率的信息。

在单层薄膜的条件下,从ARCoptix的傅里叶变换红外光谱仪出射的调制光入射进第一部分,在界面n1/n2处反射。膜层反射的光量取决于入射角n1和n2。一些光通过第一个界面,并在第二个界面(n2/n)处反射。被样品反射回来的两条“光线”具有与光程差(OPD)相关的相位差。

在多层的情况下,每一层都有其特征频率。此外,光也可以通过两层或多层的积累来调制。最后,FFT强度中可能的峰值通过Nb(FFTpeaks)=n×(n+1)/2,其中 n 为层数。在这种情况下,会从样品中反射三种不同的光路重新进入FTIR分析仪。在正常入射(即θ=0°)下,光程差和相应的频率为:

I1和I2之间:OPD1=f1 = 2×n1×d1

I2和I3之间:OPD2=f2 = 2×n2×d2

I1和I3之间:OPD12=f12 = 2×(n1×d1+n2×d2)

通过ARCoptix的傅里叶变换红外光谱仪所得到的干涉图样,我们可以利用干涉峰法或者波长法进行薄膜厚度测量。如果您想获得有关ARCoptix FTIR分析仪的更多测量方式和使用方法,欢迎联系我们。


测量设备

对于薄膜厚度测量,推荐ARCoptixFT-NIR-FCFT-MIR-FC系列傅里叶变换红外光谱仪。ARCoptix FTIR光谱仪的设备体积为180mm×160mm×80mm,带有2个已经固定好的光纤耦合器,用户可以很方便的将SMA905接口光纤直接连接设备。设备的使用温度为10~40℃,与电脑设备连接采用USB2.0接口,适配Windows 7/10/11系统。

型号

FTNIR-FC-025-2TE

FTMIR-FC-060-4TE

FTMIR-FC-120-4TE

FTMIR-FC-160-LN2

分束器材料

CaF2

ZnSe

光谱范围(cm-1

11000-4000

5000-1660

5000-830

5000-650

光谱范围(um

0.9~2.5

2.0~6.0

2.0~12.0

2.0~16.0

探测器类型

InGaAs (2-TE cooled)

MCT (4-TE cooled)

MCT (LN2 cooled)

信噪比

>100000:1

>40000:1

>70000:1

内部光源

@795nm

@850nm

尺寸(mm

180mm x 160mm x 80mm (excluding LN2 dewar)

FTNIR-FC-025-2TE,FTMIR-FC-060-4TEFTMIR-FC-120-4TEFTMIR-FC-160-LN2探测器分辨率有8cm-14cm-12cm-1。如果客户需要更高的分辨率,可以选用0.5~1cm-1分辨率的型号,但是由于内部光路结构原理有所差异,分辨率只能在2~8cm-10.5~1cm1之间选择一种。FTNIR-FC-025-2TE,FTMIR-FC-060-4TEFTMIR-FC-120-4TEFTMIR-FC-160-LN2傅里叶红外光谱仪波数重复性<10ppm。设备扫描频率在4cm-1分辨率下>4 Hz。此外,厂家还提供更高分辨率的特殊型号。






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