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高光譜成像技術(shù)在薄膜厚度檢測上的應(yīng)用

發(fā)布時間： 2022-04-26　　點擊次數(shù)： 1829次

厚度是評價薄膜和涂層的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)，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(shù)是X射線技術(shù)和光譜學(xué)技術(shù)，尤其是光譜學(xué)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于膜層制備檢測工藝當(dāng)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(shù)無法對薄膜進行全面檢測。

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(shù)據(jù)信息，再以高空間分辨率生成整個膠片寬度上的光譜數(shù)據(jù)。
為了演示該應(yīng)用中的高光譜成像，Specim 使用在 900–1700 nm 范圍內(nèi)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(jù)相長干涉之間的光譜位置和距離，可以推導(dǎo)出薄膜厚度：
鏡面反射中測量的光譜干涉圖案被轉(zhuǎn)換為厚度圖
使用 Matlab 將光譜信息轉(zhuǎn)換為厚度熱圖。根據(jù)從FX17所獲得的光譜數(shù)據(jù)，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。
由此試驗可知，膜層厚度檢測技術(shù)運用高光譜成像技術(shù)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(shù)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(chǎn)品的質(zhì)量以及一致性，并大大減小因誤篩所導(dǎo)致的材料浪費。
高光譜相機技術(shù)與當(dāng)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(fēng)險。
FX17是芬蘭Specim的近紅外高光譜相機，專為工業(yè)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(shù)據(jù)。
產(chǎn)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(nèi)的224個光譜通道可自由選擇
◆內(nèi)置圖像校正
◆GigE 或 CameraLink 標準接口
◆易于安裝到工業(yè)環(huán)境

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

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