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歡(huān)迎(yíng)訪(fǎng)問(wèn)北京昊(hào)然偉(wěi)業光電科技(jì)有限公(gōng)司網站(zhàn)!熱(rè)門(mén)關(guān)鍵(jiàn)詞: 測(cè)角儀(yí),應(yīng)力雙折(zhē)射,折射(shè)率,薄膜弱吸收(shōu),反射(shè)率,GDD檢測設備,波(bō)片(piàn)相位延遲,剪切(qiē)
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當前(qián)位置:首頁(yè) > 技術文章 > 弱(ruò)吸(xī)收測量(liáng):解鎖(suǒ)光(guāng)學材料(liào)缺(quē)陷檢測(cè)新(xīn)方(fāng)式
在激光係統(tǒng)中(zhōng),光學元(yuán)件(jiàn)的可靠性直(zhí)接(jiē)決定整(zhěng)套裝置的(dí)性能(néng),無論是(shì)激光鏡片,光學玻(bō)璃,還是半導(dǎo)體襯底(dǐ),鍍膜(mó)元件,表(biǎo)麵的微小雜質(zhì),應力點,微裂(liè)紋,都可能導(dǎo)致光散(sàn)射,光吸(xī)收加劇(jù),進而(ér)降低器(qì)件(jiàn)性(xìng)能(néng),縮短(duǎn)使(shǐ)用壽命,甚至(zhì)在(zài)高(gāo)功率激光(guāng)場景下(xià)引(yǐn)發材料(liào)燒(shāo)毀(huǐ),造成(chéng)不(bù)可挽(wǎn)回的損失。因(yīn)此,精(jīng)準檢(jiǎn)測光學(xué)材(cái)料表麵(miàn)的微(wēi)米(mǐ)級缺陷,不僅是材料研(yán)發(fā),生(shēng)產質(zhì)控的核(hé)心(xīn)環節,更是(shì)保障下遊器(qì)件(jiàn)穩定(dìng)運行(háng)的“第一道(dào)防綫(xiàn)"。
目前,行業(yè)內主(zhǔ)流(liú)的(dí)微小(xiǎo)缺(quē)陷檢測(cè)方(fāng)法主(zhǔ)要分(fēn)為兩(liǎng)類:一(yī)類(lèi)是(shì)傳(chuán)統的顯(xiǎn)微(wēi)鏡(jìng)及成像係統(tǒng)(光學顯(xiǎn)微鏡(jìng)+工(gōng)業相機(jī)),另一(yī)類是(shì)近年來快速發展(zhǎn)的弱(ruò)吸收測(cè)量方(fāng)法(fǎ)(如光(guāng)熱偏轉法,光熱(rè)幹(gān)涉(shè)法(fǎ),激光(guāng)量熱(rè)法等(děng))。兩者(zhě)各(gè)有(yǒu)優(yōu)劣(liè),適用(yòng)場景(jǐng)也(yě)有所不同。
傳(chuán)統(tǒng)顯微鏡(jìng)方法(fǎ) vs 弱吸收測(cè)量方(fāng)法(fǎ)
傳(chuán)統(tǒng)顯微鏡(jìng)方法(fǎ) | 弱吸收測(cè)量(liáng)方(fāng)法 |
無法(fǎ)識別(bié)“隱(yǐn)形缺陷":顯微(wēi)鏡隻能檢(jiǎn)測有(yǒu)明顯形(xíng)貌差異的缺陷(如(rú)劃(huá)痕,崩(bēng)邊(biān),雜質),但(dàn)對(duì)於沒有形(xíng)貌(mào)變(biàn)化(huà),卻能吸(xī)收光(guāng)綫的(dí)缺(quē)陷(xiàn)(如(rú)材(cái)料(liào)表(biǎo)麵的應(yīng)力點(diǎn),鍍(dù)膜(mó)吸(xī)收中心,微小氣泡),往往(wǎng)“視而不(bù)見(jiàn)"——這(zhè)些(xiē)缺陷(xiàn)正是高(gāo)功率(shuài)光學器(qì)件(jiàn)失(shī)效的主要(yào)隱患。 | 靈(líng)敏(mǐn)度(dù)高,能(néng)捕捉“隱形缺陷(xiàn)":弱(ruò)吸收方(fāng)法(fǎ)的核心(xīn)優勢(shì)——對吸(xī)收型微缺陷(xiàn)極(jí)其(qí)敏感,能檢出微米(mǐ)級甚(shèn)至亞微米(mǐ)級(jí)的應力點(diǎn),鍍(dù)膜吸收中(zhōng)心,微(wēi)小雜質,這些缺陷(xiàn)在顯(xiǎn)微鏡下完全(quán)沒有(yǒu)明顯(xiǎn)形貌,卻能通過吸收信號被精(jīng)準識別(bié),從(cóng)源(yuán)頭規(guī)避激(jī)光損傷風險。 |
直(zhí)觀可視化,缺(quē)陷形貌(mào)清晰(xī):這(zhè)是(shì)顯微鏡方法顯著優勢——通過(guò)高(gāo)倍物鏡和成像(xiàng)相機(jī),能直(zhí)接(jiē)捕捉(zhuō)到低(dī)至亞微(wēi)米量級(jí)缺陷(xiàn)的二維圖像(xiàng),清晰(xī)看到(dào)缺陷(xiàn)的(dí)形(xíng)狀,大(dà)小(xiǎo),分布位置,比(bǐ)如(rú)劃(huá)痕(hén)的走向,雜(zá)質的(dí)形態,崩邊的範(fàn)圍。 | 無(wú)法看(kàn)到(dào)微(wēi)小缺陷(xiàn)形(xíng)貌(mào):僅能(néng)夠表(biǎo)征大於(yú)測試(shì)光(guāng)斑(bān)尺寸(cùn)的(dí)缺陷形(xíng)貌(一般(bān)>100μm),對(duì)於微小缺(quē)陷(xiàn)無法呈現缺陷的形狀(zhuàng),大小(xiǎo),邊界,難以(yǐ)對缺(quē)陷進行分類。 |
景深小,深度缺陷難(nán)檢(jiǎn)測(cè):在(zài)高(gāo)倍(bèi)觀測下(xià),顯微鏡的(dí)景(jǐng)深(shēn)非常(cháng)淺(qiǎn),對(duì)於深度型缺(quē)陷(xiàn)(如凹坑(kēng),微裂(liè)紋(wén)),需要逐層對(duì)焦才能看清,不僅(jǐn)操(cāo)作繁瑣,還(huán)容(róng)易(yì)遺漏缺陷(xiàn)細節。 | 可(kě)分辨樣(yàng)品體內(nèi)缺陷:相較於顯(xiǎn)微(wēi)鏡僅(jǐn)能檢測表麵及近(jìn)表(biǎo)麵缺陷,弱吸(xī)收測量(liáng)可穿(chuān)透(tòu)樣品表麵,捕(bǔ)捉材料(liào)內部吸收(shōu)型(xíng)微缺(quē)陷的信(xìn)號,能更全(quán)麵(miàn)地表征(zhēng)材料(liào)整(zhěng)體(tǐ)缺(quē)陷(xiàn)狀(zhuàng)態(tài),適(shì)配塊體光(guāng)學(xué)材料(liào)(如晶體,玻(bō)璃)的檢(jiǎn)測需(xū)求(qiú)。 |
無法(fǎ)直接關聯激(jī)光損傷風(fēng)險(xiǎn):顯(xiǎn)微(wēi)鏡(jìng)僅(jǐn)能呈(chéng)現(xiàn)缺陷(xiàn)的(dí)形貌特征(zhēng),無法判(pàn)斷(duàn)缺(quē)陷(xiàn)是(shì)否(fǒu)會(huì)吸收(shōu)光綫,是否存在激(jī)光(guāng)損傷(shāng)隱(yǐn)患,難以(yǐ)預判(pàn)材料在高功(gōng)率(shuài)激(jī)光(guāng)場景下的使用(yòng)可(kě)靠性,隻能作(zuò)為(wéi)形(xíng)貌篩查(chá)工(gōng)具。 | 直(zhí)接關聯(lián)激光損(sǔn)傷風(fēng)險(xiǎn):弱吸收(shōu)信號直(zhí)接對(duì)應材料(liào)的在(zài)測試波(bō)長下(xià)的吸(xī)收(shōu)值。能夠更精準(zhǔn)地(dì)預(yù)判材料在特定(dìng)波(bō)長或多(duō)波(bō)長共(gòng)同(tóng)作用(yòng)激光(guāng)場景下的可靠(kào)性,更具工程實用價值。 |
沒(méi)有(yǒu)“最優",隻有“更(gēng)適(shì)配"
傳統顯(xiǎn)微鏡(jìng)及(jí)成(chéng)像係統(tǒng),能夠(gòu)直觀,便(biàn)捷,低成本的快(kuài)速篩(shāi)查(chá)有明(míng)顯形貌的缺陷(xiàn);而弱吸收(shōu)測(cè)量(liáng)方法,優勢在於靈(líng)敏,精準,能捕(bǔ)捉顯(xiǎn)微(wēi)鏡看不(bù)到(dào)的(dí)“隱患",直接(jiē)關聯材料在指(zhǐ)定(dìng)環境(jìng)下使用的(dí)可靠(kào)性。在實際(jì)應(yīng)用中,通(tōng)過(guò)顯微鏡排查(chá)形貌缺(quē)陷,弱吸(xī)收(shōu)測量捕(bǔ)捉(zhuō)吸收(shōu)型隱患(huàn),才能全(quán)麵(miàn),精(jīng)準地完成光學(xué)材料(liào)表麵微米級(jí)缺陷(xiàn)的(dí)表征,為材(cái)料研(yán)發和生產(chǎn)質控提(tí)供更全麵的(dí)支撐(chēng)。
PCI弱吸(xī)收測試樣(yàng)品缺(quē)陷(xiàn)案例
測試設備:
型(xíng)號(hào) | 福州(zhōu)昊然光電 PTI-1064/532/355-3D50M |
測(cè)試靈敏度 | 麵(miàn)吸收(shōu)測量0.1ppm,體吸(xī)收(shōu)測量(liáng): 1ppm/cm(注:不同泵(bèng)浦波長(cháng),樣品及泵(bèng)浦(pǔ)功率有所不同(tóng)) |
測試(shì)波長(cháng) | 1064nm,532nm,355nm |
探測波長 | 632.8nm |
三波(bō)長測試點(diǎn)重合度 | XY方向強(qiáng)度(dù)中(zhōng)心偏(piān)差:<20μm Z方向強度中(zhōng)心偏(piān)差(chà):<10μm |
XY方向空間分(fēn)辨(biàn)率 (測試(shì)光斑大(dà)小) | <60μm |
XY方(fāng)向(xiàng)掃描(miáo)電機(jī)分辨率(shuài) | 1μm |
Z方向掃(sǎo)描(miáo)電(diàn)機分辨率 | 10μm |
案例一(yī):小(xiǎo)尺(chǐ)寸缺(quē)陷測(cè)試(shì)
樣品基本參數:
缺(quē)陷尺(chǐ)寸(cùn):~φ3μm
基(jī)底(dǐ)材料:熔石(shí)英(yīng)
是(shì)否鍍膜:否
1
2
測(cè)試(shì)數(shù)據(jù)解(jiě)讀:上(shàng)圖為小缺陷(~φ3μm)的(dí)PCI弱吸收(shōu)測(cè)試(shì)結果(guǒ),由於(yú)缺(quē)陷(xiàn)尺寸(cùn)較小,PCI方法(fǎ)無(wú)法(fǎ)表(biǎo)征缺(quē)陷(xiàn)形(xíng)貌,表(biǎo)征出的(dí)圖像(xiàng)尺(chǐ)寸(~40μm)為測試(shì)光(guāng)斑大小。
案例(lì)二:較大尺(chǐ)寸缺(quē)陷測(cè)試
樣(yàng)品基本(běn)參數(shù):
缺(quē)陷(xiàn)尺寸(cùn):>φ100μm
基底(dǐ)材料(liào):熔石英(yīng)
是(shì)否鍍(dù)膜:是
1
2
測試數(shù)據解讀:上圖為(wéi)較大缺陷(>φ100μm)的PCI弱(ruò)吸(xī)收測(cè)試(shì)結(jié)果,與小缺(quē)陷測(cè)試結果(guǒ)不同,上圖可明顯(xiǎn)看出缺(quē)陷(xiàn)形(xíng)貌(mào);同(tóng)時(shí)中(zhōng)心(xīn)吸收低(dī),邊(biān)緣(yuán)吸(xī)收(shōu)高的情況為典(diǎn)型的膜層脫(tuō)落(là)現象(xiàng)。
案(àn)例三:多波長(cháng)共同(tóng)作用下(xià)缺陷響應值(zhí)對比
樣品基(jī)本參數:
缺陷尺(chǐ)寸:~φ3μm
基(jī)底材料:熔石英(yīng)
是否鍍膜:是
測試(shì)數據(jù)解讀:以(yǐ)上測試圖片表征了缺(quē)陷(xiàn)點(diǎn)分別在355nm,532nm激(jī)光(guāng)作(zuò)用下以及355nm和532nm激(jī)光共(gòng)同(tóng)作(zuò)用下的吸(xī)收情(qíng)況,基(jī)於以(yǐ)上測(cè)試(shì)結果(guǒ),能夠定量(liáng)分析(xī)在復(fù)雜環境(jìng)下的缺(quē)陷(xiàn)情(qíng)況(kuàng)。
結語(yǔ)
在光(guāng)學(xué)材料向高功率,高精度快(kuài)速發(fā)展(zhǎn)的(dí)今(jīn)天,僅(jǐn)靠形貌檢測(cè)已難以滿(mǎn)足(zú)高端應用(yòng)場(cháng)景的(dí)質量(liáng)要求。弱吸(xī)收測(cè)量(liáng)以其(qí)超高靈敏度,對(duì)吸(xī)收(shōu)型(xíng)缺陷(xiàn)的精(jīng)準識別能力,以及對體內缺(quē)陷的穿透檢(jiǎn)測(cè)能力,成為了(liǎo)攻(gōng)克(kè) “隱形(xíng)缺陷(xiàn)" 難(nán)題,保障器件長期可靠性的核心手(shǒu)段。未(wèi)來,我(wǒ)們(mén)將繼續深耕(gēng)弱(ruò)吸收(shōu)測量技(jì)術的應用(yòng)場(cháng)景(jǐng)拓展,結(jié)合更(gēng)多典型案例(lì),為大(dà)家(jiā)拆解精(jīng)準,實用的檢(jiǎn)測方(fāng)案(àn)。也(yě)期待(dài)與行業(yè)夥伴(bàn)攜手(shǒu),以更(gēng)精準(zhǔn)的缺陷檢測技術(shù),推動我國高端(duān)光學(xué)材(cái)料(liào)產(chǎn)業向(xiàng)高質量,高性能(néng)邁(mài)進(jìn)!
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