[发明专利]一种线扫描膜厚测量系统

权利要求书

1.一种线扫描膜厚测量系统，其特征在于，所述系统为面向卷对卷加工制备的线扫描膜厚测量系统，包括：照射模块(2)、光谱成像模块(4)和数据处理模块(5)；

所述照射模块(2)采用离散分布的光纤，用于产生离散的线性平行光束，垂直照射待测样品；

所述光谱成像模块(4)，用于采集待测样品被照射后表面形成的干涉光，生成具有位置维度和光谱维度的二维图像；

所述数据处理模块(5)，用于对二维图像进行功率谱分析得到待测样品膜厚；

所述系统还包括：模式切换模块(6)，

所述模式切换模块(6)，用于通过调整光谱成像模块与待测样品间的距离，使得光谱成像模块执行对焦模式，在对焦模式执行完毕后将光谱成像模块的工作模式切换为测量模式；

所述光谱成像模块在测量模式下包括依次设置的定焦镜头、光谱仪和相机，

所述定焦镜头，用于采集干涉光；

所述光谱仪，用于在干涉光经过狭缝整形成为狭长的光束，狭长的光束准直成平行光，对平行光进行分光，将平行光沿着正交于狭缝方向进行波长扩展，形成不同波段的光束；

所述相机，用于采集不同波段的光束，生成具有位置维度和光谱维度的二维图像；

所述系统应用于测量薄膜厚度、测量薄膜折射率或检测薄膜缺陷，所述系统应用于检测卷对卷加工制备的薄膜缺陷时，由于卷对卷工艺制备过程中，压印辊子若出现破损，使得制备的待测样品厚度失效或压入辊子碎屑，待测样品上的膜厚分布呈现周期性变化，因此，根据周期性变化的长短，排查压印辊子中是哪一个辊子出现失效。

2.如权利要求1所述的一种线扫描膜厚测量系统，其特征在于，所述照射模块(2)包括离散分布的光纤和柱面镜，离散分布的光纤中相邻两个光纤的间距大于等于d，d的计算公式为：

d＝Bf×tanα

其中，Bf为柱面镜后焦距，α为有效准直锥角；

所述离散分布的光纤，用于接收光束后产生离散的线性平行光束；

所述柱面镜，用于对离散的线性平行光束准直后，垂直照射待测样品。

3.如权利要求1所述的一种线扫描膜厚测量系统，其特征在于，所述照射模块(2)包括离散分布的光纤和准直透镜，离散分布的光纤中相邻两个光纤的间距大于等于d，d的计算公式为：

d＝2×NA×Bf

其中，Bf为准直透镜后焦距，NA为光纤的数值孔径；

所述离散分布的光纤，用于接收光束后产生离散的线性平行光束；

所述准直透镜，用于对离散的线性平行光束准直后，垂直照射待测样品。

4.如权利要求1所述的一种线扫描膜厚测量系统，其特征在于，所述系统还包括：位置和俯仰调节机构(3)，

所述位置和俯仰调节机构(3)包括俯仰调节台、滚珠丝杆和步进电机，俯仰调节台下方与滚珠丝杆连接，上方与光谱成像模块连接，步进电机位于滚珠丝杆的一端；

所述位置和俯仰调节机构，用于在对焦模式下，采用滚珠丝杆和步进电机对光谱成像模块的位置进行调节，对焦完成后，在测量模式下，采用俯仰调节台对光谱成像模块的光轴进行调节。

5.如权利要求1-3任一所述的一种线扫描膜厚测量系统，其特征在于，所述系统还包括：卤素光源(1)，所述卤素光源位于照射模块远离待测样品的一侧，所述卤素光源的功率大于100w，所述卤素光源用于向照射模块发射光束。

6.如权利要求1-3任一所述的一种线扫描膜厚测量系统，其特征在于，所述离散分布的光纤为一分多光纤。

7.如权利要求1-3任一所述的一种线扫描膜厚测量系统，其特征在于，所述数据处理模块用于选择600nm-750nm波段的光谱对应的二维图像进行功率谱分析。