傅里叶变换红外光谱仪FTNIR-FC-025-2TE薄膜厚度测量方案介绍，ARCoptix傅里叶红外光谱仪

薄膜厚度测量是傅里叶变换红外光谱仪的一项常规应用，本文为客户整理了ARCopix FTIR光谱仪（FT-IR Spectrometer）在测量膜厚时的一些方法和要点。方便客户从原理上更加了解傅里叶红外光谱仪的原理和应用。同时也为客户推荐ARCoptix推出的薄膜厚度测量的热门FTIR分析仪设备。

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。

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。

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。