本產(chǎn)品是一款專門應(yīng)用于快速測量薄片上的微孔直徑的光學(xué)儀器,有效解決了傳統(tǒng)方法光學(xué)采用顯微圖像處理技術(shù)和電子顯微鏡都無法實現(xiàn)對薄片微孔孔徑全檢的技術(shù)難題。其特點是對薄片全域范圍(面積 5.0 x 4.5mm)的所有微孔只需一次抓拍,即可輸出薄片上全部微孔的孔徑特征、孔徑分布和微孔位置分布圖。
圖1:微孔片樣品圖
薄片微孔徑是指在平板薄片上的尺寸達(dá)微米甚至亞微米大小的小孔的直徑。
普通的光學(xué)顯微鏡受到光學(xué)衍射現(xiàn)象的限制,分辨力只能達(dá)到0.5μm左右,因此用普通的光學(xué)顯微鏡測量1μm左右的微孔,誤差顯然過大;況且此時只能用40倍或以上的顯微物鏡,視場大小只能達(dá)到0.2 mm或者更小。對于制作在薄片上、位置分布范圍達(dá)數(shù)毫米的微孔片,不可能做到全域一次抓拍。即便通過分區(qū)掃描測量也許耗費大量時間,且難免出現(xiàn)漏檢問題。如果使用低倍顯微物鏡做全域拍攝測量,例如 2倍,則由于低倍物鏡的數(shù)值孔徑很?。? 倍物鏡的數(shù)值孔徑只有0.06),孔徑限制造成的衍射光斑(愛里斑 )直徑可達(dá)到10μm左右,用這樣的鏡頭觀察數(shù)十微米量級的微孔,會產(chǎn)生顯著的模糊,而對1μm量級的微孔,普通的光學(xué)顯微鏡的圖像已經(jīng)不能反映孔的大小。所以,基于光學(xué)顯微放大和數(shù)字圖像處理技術(shù)的測量系統(tǒng)難以完成這類微孔徑的全域快速測量。電子顯微鏡雖然具有更好的景深和分辨能力,但單次測量視場更小,使用成本也十分高昂,不太適合廣泛應(yīng)用在薄片微孔徑的快速測量。
圖2:工作原理圖
本儀器采用真理光學(xué)團(tuán)隊研發(fā)的光通量微孔徑測量法(申請?zhí)枺篊N.2),利用透過微孔的光通量與孔面積成正比的關(guān)系,如下圖示,本有效規(guī)避了光學(xué)顯微成像方法中的(成像透鏡)光學(xué)衍射對微孔徑尺寸測量準(zhǔn)確度的制約。
圖3:光通量--孔徑曲線關(guān)系圖
根據(jù)圖像傳感器檢測得每個孔的光通量值計算微孔孔徑,同時對微孔本身的光學(xué)衍射造成的光能損失進(jìn)行修正,從而實現(xiàn)微孔直徑的全域一次抓拍即可快速完成對區(qū)域內(nèi)全部微孔孔徑的測量,最后輸出微孔徑分布曲線和空間位置分布圖。
圖4:典型分析測試報告
技術(shù)指標(biāo)
型號 | MADLink 100 |
測量原理 | 微孔光通量法 |
測量范圍 | 0.3 ~ 100 μm |
視場面積 | 5.0 x 4.5 mm |
最小孔間距 | 孔徑+10μm |
重復(fù)性 | 優(yōu)于±1% |
測量時間 | < 1min |
系統(tǒng)重量 | 6Kg |
系統(tǒng)尺寸 | 250mmx220mmX510mm |