作者：维尔克斯 时间：2025-5-15 10:17:28
薄膜厚度的测量是傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的常见用途。本文为客户概述了ARCoptix FTIR光谱仪在薄膜厚度测量方面的方法和关键要点，帮助客户深入理解傅里叶变换红外光谱仪的原理和应用。同时，本文也向客户推荐了ARCoptix公司推出的几款热门FTIR分析仪设备，这些设备在薄膜厚度测量方面表现出色。
ARCoptix傅里叶变换红外光谱仪测量膜厚的原理
由于光的波状行为，光干涉现象会出现比光的一半相干长度更薄的层。在第一个界面上反射的光会干扰在第二个界面上反射的光，它们的相互作用取决于光的波长、膜层厚镀和膜层的折射率。这种效应会导致该仪器测量的反射光谱中出现振荡。这种振荡的频率提供了有关层的厚度及其折射率的信息。
在单层薄膜的条件下，从ARCoptix的傅里叶变换红外光谱仪出射的调制光入射进第一部分，在界面n1/n2处反射。膜层反射的光量取决于入射角n1和n2。一些光通过第一个界面，并在第二个界面（n2/n）处反射。被样品反射回来的两条“光线”具有与光程差（OPD）相关的相位差。
在多层的情况下，每一层都有其特征频率。此外，光也可以通过两层或多层的积累来调制。最后，FFT强度中可能的峰值通过Nb(FFTpeaks）=n×(n+1)/2，其中 n 为层数。在这种情况下，会从样品中反射三种不同的光路重新进入FTIR分析仪。在正常入射（即θ=0°）下，光程差和相应的频率为：
I1和I2之间：OPD1=f1 = 2×n1×d1
I2和I3之间：OPD2=f2 = 2×n2×d2
I1和I3之间：OPD12=f12 = 2×（n1×d1+n2×d2）
通过ARCoptix的傅里叶变换红外光谱仪所得到的干涉图样，我们可以利用干涉峰法或者波长法进行薄膜厚度测量。如果您想获得有关ARCoptix FTIR分析仪的更多测量方式和使用方法，欢迎联系我们。
测量设备
对于薄膜厚度测量，推荐ARCoptix的FT-NIR-FC和FT-MIR-FC系列傅里叶变换红外光谱仪。ARCoptix FTIR光谱仪的设备体积为180mm×160mm×80mm，带有2个已经固定好的光纤耦合器，用户可以很方便的将SMA905接口光纤直接连接设备。设备的使用温度为10~40℃，与电脑设备连接采用USB2.0接口，适配Windows 7/10/11系统。
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型号 |
FTNIR-FC-025-2TE |
FTMIR-FC-060-4TE |
FTMIR-FC-120-4TE |
FTMIR-FC-160-LN2 |
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分束器材料 |
CaF2 |
ZnSe |
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光谱范围（cm-1） |
11000-4000 |
5000-1660 |
5000-830 |
5000-650 |
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光谱范围（um） |
0.9~2.5 |
2.0~6.0 |
2.0~12.0 |
2.0~16.0 |
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探测器类型 |
InGaAs (2-TE cooled) |
MCT (4-TE cooled) |
MCT (LN2 cooled) |
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信噪比 |
>100000:1 |
>40000:1 |
>70000:1 |
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内部光源 |
@795nm |
@850nm |
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尺寸（mm） |
180mm x 160mm x 80mm (excluding LN2 dewar) |
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FTNIR-FC-025-2TE，FTMIR-FC-060-4TE，FTMIR-FC-120-4TE，FTMIR-FC-160-LN2探测器分辨率有8cm-1；4cm-1；2cm-1。如果客户需要更高的分辨率，可以选用0.5~1cm-1分辨率的型号，但是由于内部光路结构原理有所差异，分辨率只能在2~8cm-1和0.5~1cm1之间选择一种。FTNIR-FC-025-2TE，FTMIR-FC-060-4TE，FTMIR-FC-120-4TE，FTMIR-FC-160-LN2傅里叶红外光谱仪波数重复性＜10ppm。设备扫描频率在4cm-1分辨率下>4 Hz。此外，厂家还提供更高分辨率的特殊型号。
