光学仪器 第22卷 芳、沈元华等研制了一种CCD一计算机系统1,它可以跟踪光斑中心并测出通过中心点的干 涉条纹数,实现了固定基板激光测温的自动化 实际镀膜工艺中大都采用旋转基板的方法来保持加热与镀膜的均匀。为与之适应,激光测 温必须能够测量转动基板的温度才能得到实际应用。然而这种要求给激光测温的核心内容条 纹计数带来了极大的困难。随着基板的转动,激光在基板上的照射点也不断改变,这造成了光 斑位置和条纹方向的变化。人工计数与上述自动测温方法都无法对这样的条纹移动进行计数。 为了解决这个困难,最近我们发展了一种能够测量旋转基板温度的自动激光测温方法。 2激光测温原理 当一束激光以接近正入射的角度射到一块均匀的各向同性的平行平面基板上时,从基板 前后表面反射的两束光会产生干涉条纹,如图1所示。 激光 光斑 透明基板 图1激光干涉及其条纹 如果基板的折射率和厚度分别为n和t,则两反射光束的光程差为△=2n,当基板温度r 改变时,光程差Δ随之改变,引起干涉条纹移动。Δ随温度的变化率为 B+2 其中β为基板的线膨胀系数,∝和y的值可以通过手册查到或通过定标得到。因此在一个 特定的加温过程中,如果移过光斑中心的干涉条纹数为k,则基板升高的温度矿r为 21) 如初始温度为T,则基板的温度T是 n 例如:一块厚度为sm的K9玻璃,用HeNe激光测量,温度范围在300350K,可求得 h5.5K。如果初始温度To=300K,则测得的温度T=(300+5.5k)K 3旋转基板的测温方法 随着基板的转动,激光在基板上照射点的位置发生变化,因而厚度也会发生变化,这显然 2 o1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.芳、沈元华等研制了一种 CCD—计算机系统[ 2 ] , 它可以跟踪光斑中心并测出通过中心点的干 涉条纹数, 实现了固定基板激光测温的自动化。 实际镀膜工艺中大都采用旋转基板的方法来保持加热与镀膜的均匀。为与之适应, 激光测 温必须能够测量转动基板的温度才能得到实际应用。然而这种要求给激光测温的核心内容条 纹计数带来了极大的困难。随着基板的转动, 激光在基板上的照射点也不断改变, 这造成了光 斑位置和条纹方向的变化。人工计数与上述自动测温方法都无法对这样的条纹移动进行计数。 为了解决这个困难, 最近我们发展了一种能够测量旋转基板温度的自动激光测温方法。 2 激光测温原理 当一束激光以接近正入射的角度射到一块均匀的各向同性的平行平面基板上时, 从基板 前后表面反射的两束光会产生干涉条纹, 如图 1 所示。 图 1 激光干涉及其条纹 如果基板的折射率和厚度分别为 n 和 t, 则两反射光束的光程差为 ∃= 2n t, 当基板温度 T 改变时, 光程差 ∃ 随之改变, 引起干涉条纹移动。∃ 随温度的变化率为 5∃ 5T = 2n dt dT + 2t dn dT = 2n tΒ+ 2T Α= 2tΧ 其中 Β为基板的线膨胀系数, Α和 Χ的值可以通过手册查到或通过定标得到。因此在一个 特定的加温过程中, 如果移过光斑中心的干涉条纹数为 k , 则基板升高的温度 ∆T 为 ∆T = kΚ 2tΧ = Γk 如初始温度为 T 0, 则基板的温度 T 是 T = T 0 + Γk 例如: 一块厚度为 5mm 的 K9 玻璃, 用H e2N e 激光测量, 温度范围在 300～ 350K, 可求得 Γ= 515K。如果初始温度 T 0= 300K, 则测得的温度 T = (300+ 515k ) K 3 旋转基板的测温方法 随着基板的转动, 激光在基板上照射点的位置发生变化, 因而厚度也会发生变化, 这显然 ·4· 光 学 仪 器 第 22 卷 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved