高光谱成像在薄膜厚度检测中的应用

在薄膜和涂层行业中，厚度是非常重要的质量参数，厚度和均匀性指标严重影响着薄膜的性能。目前，薄膜厚度检测常用的是X射线技术和光谱学技术，在线应用时，通常是将单点式光谱仪安装在横向扫描平台上，得到的是一个“之”字形的检测轨迹（如图1左），因此只能检测薄膜部分区域的厚度。

HS系列行扫描（推扫式成像）高光谱相机可以克服上述缺点。在每条线扫描数据中，光谱数据能覆盖薄膜的整个宽度（如图1右），并且有很高的空间分辨率。

为了验证高光谱成像技术在膜厚度测量上的应用，我司使用高光谱相机HS-NIR17测量了4 种薄膜样品的厚度（17μm，20μm，20μm，23μm），通过镜面反射的方式测量得到光谱干涉图，并转化为厚度图。*终计算的平均厚度为18.4μm、20.05μm、21.7μm 和 23.9μm，标准偏差分别为0.12μm、0.076μm、0.34μm和0.183μm（当测量薄膜时，没有拉伸薄膜，因此测量值略高于标称值）。此外，在过程中同时检测到了薄膜上的缺陷。

HS-NIR17高光谱相机每秒可采集多达数千条线图像，同时可以对薄膜进行100%全覆盖在线检测，显著提高了台式检测系统的检测速度，提高质量的一致性并减少浪费。与单点式光谱仪相比，高光谱成像技术将显著提高薄膜效率和涂层质量控制系统，同时也无X射线辐射风险。 

理论上，HS-VIS10可以测量1.5μm到30μm的厚度，而HS-NIR17则适用于4μm到90μm的厚度。