本文從應(yīng)用、原理和主要技術(shù)三個方面簡單介紹激光測溫法。
激光測溫應(yīng)用
激光測溫是溫度量測中的一個新分支,以滿足越來越高質(zhì)量控制的要求。利用各種光學現(xiàn)象,目前有多種光學測溫方法。
激光測溫法應(yīng)用在金屬制造,半導(dǎo)體加工過程包括等離子蝕刻、光刻、薄膜生長等領(lǐng)域。
激光測溫原理
每一種激光測溫法,都是非接觸測量材料的溫度相關(guān)光學參數(shù),然后根據(jù)相關(guān)參數(shù)模型推算溫度。
材料的溫度相關(guān)參數(shù),例如,可以是折射率、尺寸、電子帶隙、激發(fā)態(tài)等等。
為了確定溫度,用一個光束(通常是激光)照射待測物,測量一個或多個參數(shù):固定波長的反射和或透射系數(shù)、反射和或透射光譜、反射光的偏振態(tài)等等。
下表對比傳統(tǒng)測溫和激光測溫的優(yōu)劣
方法
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優(yōu)勢
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劣勢
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接觸測溫 |
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簡單的信號生成
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可以在任何表面上進行測量
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一些信號受到電氣干擾的影響
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難以建立可靠的熱接觸
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探測器對接觸區(qū)溫度的影響
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難以應(yīng)用于移動的物體
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測量延遲
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在腐蝕介質(zhì)中使用有限制
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輻射測溫
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通用方法
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非接觸測量
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溫度范圍廣
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可記錄溫度模式
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在紅外探測器的敏感光譜范圍內(nèi),缺乏許多材料的發(fā)射率數(shù)據(jù)
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受外部輻射影響
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對表面細節(jié)敏感
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不能在低溫下使用
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激光測溫
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高抗噪性
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非接觸測量
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溫度范圍寬靈敏度高
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高空間分辨率
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可以記錄溫度模式
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某些方法的響應(yīng)時間短于1 ps
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每個方法的應(yīng)用范圍很窄
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對表面特性敏感
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某些方法中復(fù)雜的光學方案
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大多數(shù)方法都需要對每種新材料進行校準
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激光測溫主要技術(shù)
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干涉測溫
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橢圓偏振測量測溫
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光熱輻射測溫
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熱反射測溫
上圖是基于光學干涉非接觸式測溫(OICT)的實時溫度測量系統(tǒng)原理圖
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原文標題:激光測溫法概述
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