在材料科学与精密制造领域,“厚度” 这一关键参数的微小偏差可能直接影响产品性能与可靠性。白光干涉测厚传感器凭借其纳米级精度、非接触式测量特性,已成为破解微纳尺度厚度检测难题的核心工具。本文将深入解析其测量技术原理、核心优势,并探讨其在材料科学中的多元应用。

白光干涉测厚技术的核心原理源于光学干涉现象。当宽谱白色光源(如超高亮度彩色激光光源)照射到待测样品表面时,光线会在样品的上表面与下表面(或膜层与基层界面)发生反射,形成两束具有光程差的反射光。这两束反射光在空间中相遇后产生干涉,形成特定的彩色干涉条纹或光谱分布 —— 干涉条纹的间距、强度变化及相位差,直接与样品的厚度相关。

通过高精度光学系统接收干涉信号,结合样品材料的折射率参数,可通过算法解析干涉条纹的特征,最终映射出样品的厚度值。相较于传统白色 LED 光源,无锡泓川科技 LTS 系列采用的高亮度彩色激光光源能在更宽波段内实现稳定发光,大幅提升了干涉信号的信噪比与测量稳定性;同时,其零发热探头设计(内部仅含镜头结构,无电子元件)避免了因探头升温导致的夹具变形、光轴偏移,从硬件层面保障了测量精度。

白光干涉测厚传感器的技术竞争力体现在多维度的性能突破上:
1. 纳米级精度与超高一致性
以 LTS 系列为例,其重复精度可达 1nm(确保多次测量数据的一致性),线性误差<±20nm(全量程内保持高精度输出),即使是 1μm 以下的超薄膜层(如 UTG 超薄柔性玻璃)也能实现精准测量。
2. 非接触式测量与无损检测
采用光学反射原理,无需与样品表面接触,避免了对脆弱材料(如锂电隔膜、PET 多层膜)的物理损伤,尤其适用于柔性、易变形材料的检测。
3. 高速响应与宽范围适配
最高 10kHz 的采样频率可满足高速生产线的实时检测需求;测厚范围覆盖 1-2500μm,配合 ±3° 至 ±10° 的测量角度与 5-10mm 的灵活工作距离,可适应曲面玻璃、复杂膜层等特殊形态样品的测量。
4. 多参数集成与智能接口除厚度外,还可同步获取表面粗糙度、台阶高度、波纹度等参数,为材料性能评估提供全面数据;支持 RS485、以太网、USB 等 6 种数据接口,兼容 PLC 总线与 PC 端软件(如 TSConfocalStudio),便于工业自动化集成。
在触摸屏 ITO 膜、半导体晶圆等产品的生产中,LTS 系列可精准测量薄膜厚度与均匀性,助力优化光刻、蚀刻工艺。例如,通过检测芯片表面的台阶高度与粗糙度,可直接评估光刻胶涂覆质量,提升芯片良品率。
锂电隔膜的厚度均匀性直接影响电池的充放电效率与安全性。传感器凭借 1nm 重复精度与 10kHz 高速采样,可实时监测隔膜生产过程中的厚度波动,确保其孔径分布与力学性能达标。
对于 UTG 超薄柔性玻璃(厚度常<50μm)、PET 多层膜等柔性材料,非接触式测量避免了褶皱与破损风险;弥散光斑设计(如 LTP-T10-UV-VIS 型号在 10mm 距离下光斑直径约 4mm)可适应曲面或不规则表面,实现稳定测量。
在航空航天领域,可用于检测叶片表面涂层厚度与粗糙度,优化抗腐蚀、抗磨损工艺;在生物材料研究中,通过测量细胞膜动态形变与纳米薄膜厚度,为生物医药材料研发提供微观尺度数据支持。
从微纳薄膜到精密构件,白光干涉测厚技术正以 “光的精度” 重新定义材料检测标准。以 LTS 系列为代表的传感器,凭借其高精度、高适应性与智能化特性,不仅成为生产线的 “质量守门人”,更推动着材料科学在微纳尺度研究中的深度突破,为新材料研发与产业升级注入精准动力。
