一种不透明样品厚度测量系统及方法

    公开(公告)号:CN114894106A

    公开(公告)日:2022-08-12

    申请号:CN202210538785.2

    申请日:2022-05-18

    申请人: 天津大学

    发明人: 郭彤 许佩佩 袁琳

    IPC分类号: G01B11/06

    摘要: 本发明属于光学测量领域,涉及一种不透明样品厚度测量系统及方法。系统包括:SLD光源、光谱仪、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、参考端结构、测量端结构。所述第一光纤耦合器分别与所述SLD光源及所述光谱仪连接,第二光纤耦合器及第三光纤耦合器与第一光纤耦合器连接;参考端结构包括:上表面参考端探头及其调整架、第一反射镜、下表面参考端探头及其调整架、第二反射镜;所述测量端结构包括:上表面测量端探头及其调整架,下表面测量端探头及其调整架,样品载物台。本发明无需机械扫描,减小测量时间,提高测量效率。保证上、下表面的干涉光谱信号处于同一时间,消除系统随时间产生的漂移对测量结果的影响。

    基于白光干涉时频域分析的薄膜形貌检测系统及方法

    公开(公告)号:CN113405486B

    公开(公告)日:2022-06-21

    申请号:CN202110576413.4

    申请日:2021-05-26

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G01B11/24

    摘要: 本发明涉及一种基于白光干涉时频域分析的薄膜形貌检测方法及系统,通过彩色相机与黑白相机分别获取薄膜单帧彩色图像以及薄膜白光干涉扫描信号;使用彩色相机薄膜反射成像模型拟合获取薄膜厚度初值;将白光干涉垂直扫描信号序列的归一化傅里叶变换幅值与由白光薄膜干涉模型得到的理论归一化傅里叶幅值进行拟合,得到薄膜厚度值;将薄膜厚度值带入薄膜白光干涉模型得到理论时域信号,与干涉信号进行拟合得到薄膜上表面高度;将上表面高度减去薄膜厚度得到薄膜下表面高度。本发明能够在单次垂直扫描后获取全视场内薄膜的厚度以及上表面高度,进而可以重建薄膜结构的上下表面形貌,具有较好的测量重复性。

    基于白光干涉光谱的同步相移测量系统与方法

    公开(公告)号:CN110186388B

    公开(公告)日:2021-04-06

    申请号:CN201910395069.1

    申请日:2019-05-13

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G01B11/24

    摘要: 本发明提供基于白光干涉光谱的同步相移测量系统,包括:光源单元、测量干涉单元、图像探测单元、光谱干涉单元和数据处理单元;其中所述光源单元对照明光源生成偏振光源信号;所述测量干涉单元对偏振光源信号处理生成测量偏振光源信号P和参考偏振光源信号S;所述图像探测单元将测量偏振光源信号P和参考偏振光源信号S一部分通过CCD相机前的检偏器形成干涉,被CCD相机探测处理,一部分传输给所述光谱干涉单元;所述光谱干涉单元对部分的振光源信号P和参考偏振光源信号S再次分光生成具有90°相位差的干涉信号传输给数据处理单元,该系统通过引入空间相移,对具有90°相位差的两帧光谱干涉信号进行分析,实现对表面形貌的快速高精度测量。

    基于变焦测量的圆弧刃车刀几何参数三维检测系统及方法

    公开(公告)号:CN110068268A

    公开(公告)日:2019-07-30

    申请号:CN201910209257.0

    申请日:2019-03-19

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G01B11/00 G01B11/24 G01B11/30

    摘要: 基于变焦测量的圆弧刃车刀几何参数三维检测系统及方法,载物台上方由下至上沿光路依次设置有物镜、线性位移台、分光棱镜、第二透镜和CCD相机,分光棱镜的入射光路上由内向外设置有第一透镜和单色光光源,物镜的外侧套有环形光源,CCD相机和线性位移台的信号输入输出端分别连接计算机。本发明使用干涉物镜测量平面镜,调节载物台至CCD相机图像中干涉条纹为一条以下,使载物台与系统光轴垂直;本发明能够有效去除因样品不规则或杂质而形成的无效像素点;能够去除三维数据中的异常像素点;实现刀尖轮廓中圆弧数据与直线数据的分割;最终能够在单次测量中获取多种几何参数,且提取几何参数不受测量角度的影响,有较好的测量重复性。

    金掺杂多孔硅基氧化钨纳米棒复合结构的制备方法

    公开(公告)号:CN104891574A

    公开(公告)日:2015-09-09

    申请号:CN201510227472.5

    申请日:2015-05-06

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: C01G41/02

    摘要: 本发明公开了一种金掺杂多孔硅基氧化钨纳米棒复合结构的制备方法,在水热法将多孔硅与氧化钨纳米棒复合形成新的复合结构气敏材料的基础上加入金溅射的步骤,所制得氧化钨纳米棒具有巨大的比表面积和气体扩散通道以及较大的表面活性,可提供大量的吸附位置和扩散通道,从而有利于克服基于氧化钨纳米结构气敏材料工作温度较高的缺陷,在提高气敏传感器的气敏性能方面具有重要的研究价值。该方法具有设备简单、操作方便、可重复性好、成本低廉等优点,同时这一材料将在降低气敏传感器工作温度、提高传感器的灵敏度方面提供很大的研究空间。

    基于白光干涉时频域分析的薄膜形貌检测系统及方法

    公开(公告)号:CN113405486A

    公开(公告)日:2021-09-17

    申请号:CN202110576413.4

    申请日:2021-05-26

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G01B11/24

    摘要: 本发明涉及一种基于白光干涉时频域分析的薄膜形貌检测方法及系统,通过彩色相机与黑白相机分别获取薄膜单帧彩色图像以及薄膜白光干涉扫描信号;使用彩色相机薄膜反射成像模型拟合获取薄膜厚度初值;将白光干涉垂直扫描信号序列的归一化傅里叶变换幅值与由白光薄膜干涉模型得到的理论归一化傅里叶幅值进行拟合,得到薄膜厚度值;将薄膜厚度值带入薄膜白光干涉模型得到理论时域信号,与干涉信号进行拟合得到薄膜上表面高度;将上表面高度减去薄膜厚度得到薄膜下表面高度。本发明能够在单次垂直扫描后获取全视场内薄膜的厚度以及上表面高度,进而可以重建薄膜结构的上下表面形貌,具有较好的测量重复性。

    一种一维硅纳米线阵列气敏传感器的制备方法

    公开(公告)号:CN106053540A

    公开(公告)日:2016-10-26

    申请号:CN201610498638.1

    申请日:2016-06-29

    申请人: 天津大学

    摘要: 本发明公开了一种一维硅纳米线阵列气敏传感器的制备方法,包括硅基片的清洗、排列纳米小球、组装模板、制备硅纳米线、制备一维硅纳米线阵列气敏传感器元件的步骤;本发明的一维硅纳米线阵列气敏传感器的制备方法所得的气敏传感器,形成具有较大比表面积和气体扩散通道的结构。并且,所制备的一维硅纳米线阵列气敏传感器元件可在室温下检测超低浓度的氮氧化物气体,具有高灵敏度、良好选择性的优点。该方法具有设备简单、操作方便、可重复性好、成本低廉等优点,具有重要的实践意义和研究意义。

    用于低温工作的氧化钨纳米棒结构气敏传感器的制备方法

    公开(公告)号:CN105606659A

    公开(公告)日:2016-05-25

    申请号:CN201510543341.8

    申请日:2015-08-28

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G01N27/12 B82Y30/00 B82Y40/00

    摘要: 本发明公开了一种用于低温工作的氧化钨纳米棒结构气敏传感器的制备方法,包括清洗陶瓷片基底,在陶瓷片基底上制备铂的叉指电极,制备溶剂热反应溶液,溶剂热法制备氧化钨纳米棒结构气敏传感器,清洗溶剂热反应后氧化铝基底,氧化钨纳米棒结构气敏传感器元件的热处理的步骤。本发明显著提高了氧化钨纳米棒结构气敏传感器的比表面积,将高灵敏度与良好的响应恢复特性有机的结合起来,提供了一种用于低温(大约50℃)工作且对极低浓度(可达0.1ppm)氮氧化物气体具有高灵敏度以及良好响应恢复特性的基于氧化钨纳米棒结构气敏传感器元件的制备方法。条件易于控制,工艺简单,可以实现低温下对氮氧化物气体极低浓度探测,并具有良好的快速响应/恢复气敏特性。

    一种基于氧化钨纳米块的氮氧化物传感器元件的制备方法

    公开(公告)号:CN105486721A

    公开(公告)日:2016-04-13

    申请号:CN201610010996.3

    申请日:2016-01-05

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G01N27/00

    CPC分类号: G01N27/00

    摘要: 本发明公开了一种基于氧化钨纳米块的氮氧化物传感器元件的制备方法,具有以下步骤:(1)陶瓷片基底的清洗;(2)制备Pt的叉指电极;(3)制备反应溶液;(4)制备气敏传感器;(5)清洗反应后氧化铝基底;(6)气敏传感器元件的热处理。本发明采用溶剂热法在陶瓷片基底上制备了三氧化钨纳米块结构,其具有巨大的比表面积和较大的表面活性,并将该纳米块结构应用于气敏传感器领域,结果表明:该三氧化钨纳米块气敏材料能在低温(~100℃)条件下有效检测氮氧化物,并具有很高的气敏性、优良的重复性和很好的稳定性。