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专利名称：全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监控系统，具体涉及一种全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统。
背景技术：
薄膜是一种全自动高精度光学真空镀膜机，可广泛应用于装饰品、金属切削加工工具、玻璃、平板显示器、太阳电池、防伪技术、飞机防护涂层、光学仪器、信息存储、传感器、集成电路制造等领域，实现高精度高性能的镀膜。目前的真空镀膜机，其膜厚控制系统主要关注的重点是膜层厚度的控制精度，薄膜厚度的准确监控直接影响着薄膜的透、反射光谱特性和偏振特性，但随着薄膜应用的技术领域高速发展以及其应用领域不断拓宽，当前薄膜系统设计和镀膜技术已经不能满足应用的要求。在薄膜工业中，镀膜的稳定性(重复性)和膜层厚度控制的精度更加值得真空镀膜机研发厂家关注，因为它直接决定了镀膜的成品率或合格率，进而影响了企业的生产效率。为了解决现有技术中的上述不足，本实用新型提出了一种新的解决方案。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能实现对膜厚精确度和稳定性的自动控制，实现对整个镀膜过程的全自动控制，并能对主要工艺参数进行记录，实现无人值守的全电脑操作控制，从而提高了工作效率和保证产品品质的稳定性和一致性的全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统。为达上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是提供一种全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统，其特征在于包括调制器、分光器、数据采集器、计算机、控制器、参考光路和测试光路；所述参考光路由第一光纤接收器、第一单色仪、第一光电倍增管、第一带通滤波器和第一锁相放大器从左至右依次串联；所述测试光路由第二光纤接收器、第二单色仪、第二光电倍增管、第二带通滤波器和第二锁放大器从左至右依次串联；所述调制器的输出端与分光器的输入端连接；所述分光器的输出端分别与参考光路的第一光纤接收器和样片平台连接；所述样片平台与测试光路的第二光纤接收器连接；所述数据采集器的输入端分别与参考光路的第一锁相放大器和测试光路的第二锁相放大器连接；数据采集器的输出端与计算机连接；所述计算机与控制器连接；所述控制器与样片平台上的挡板连接。综上所述，本实用新型所提供全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统，实现对膜厚精确度和稳定性的自动控制，实现对整个镀膜过程的全自动控制，并能对主要工艺参数进行记录，实现无人值守的全电脑操作控制，从而提高了工作效率和保证产品品质的稳定性和一致性。

图1全自动精度光学镀膜机用光学膜厚度监控系统原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做详细的说明。如图1所示，该全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统，其特征在于包括调制器、分光器、数据采集器、计算机、控制器、参考光路和测试光路；所述参考光路由第一光纤接收器、第一单色仪、第一光电倍增管、第一带通滤波器和第一锁相放大器从左至右依次串联；所述测试光路由第二光纤接收器、第二单色仪、第二光电倍增管、第二带通滤波器和第二锁放大器从左至右依次串联；所述调制器的输出端与分光器的输入端连接；所述分光器的输出端分别与参考光路的第一光纤接收器和样片平台连接；所述样片平台与测试光路的第二光纤接收器连接；所述数据采集器的输入端分别与参考光路的第一锁相放大器和测试光路的第二锁相放大器连接；数据采集器的输出端与计算机连接；所述计算机与控制器连接；所述控制器与样片平台上的挡板连接。本全自动精度光学镀膜机用光学膜厚度监控系统，光源发出的光通过调制器进行单一频率调制，再经过分光器将光分成两束，一束进入第一光纤接收器，并通过第一单色仪由第一光电倍增管接收形成参考电路信号；另一束光透过样片平台后携带着含有膜厚变化信息进入第二光纤接收器，并通过第二单色仪由第二光电倍增管接收形成测试电路信号。这两种信号经过分别经过第一带通滤波器、第一锁相放大器、第二带通滤波器和第二锁相放大器处理后；测试电路信号得到低噪声膜厚信号，并由数据采集器接收，然后利用利用计算机软件来实现对膜厚控制的判断和操作，即可根据薄膜的信息通过控制器对挡板进行控制从而实现对膜厚的控制。调制器，两路检测信号经过双频率锁相放大器处理后得到测试路电信号和参考路电信号，其中参考路信号所含有的光源、第一电倍增管、单色仪等共用部分的干扰信号；测试路电信号除含有膜厚信号，将这两路信号进行数学函数处理，即可最大限度地消除这些因素对测控信号的波动、干扰。参考光路和测试光路可以最大限度地消除调制电机和光源等部分的干扰，大大降低关光源、光电倍增管及其供电源的工作稳定性要求，而且能够提高监控系统的镀膜重复性和静态稳定性。光纤接收器、单色仪和光电倍增管，本实用新型利用测试光直接照射单色仪入射狭缝的结构，而是采用光纤导光并直接与单色仪相接，大大提高光能利用率，可抑制信号在传输过程中被杂散光的噪声所干扰；光纤接收器与单色仪的连接，完全消除镀膜机振动时对测量信号的影响；参考光信号和测试光信号采用相同的光纤、单色仪和光电倍增管，可以减少差模在传输过程中对信号的干扰，对后面数学运算中的共模干扰起到了抑制作用。锁相放大器使用双锁相放大电路是为了与双光路系统设计相对应。整个电路从前置电路到锁相电路都采用了对称布局，并使用相同品质的高性能元件，为后面的采用数字的数学函数计算抑制电路漂移创造有利条件。综上所述，本实用新型所提供全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统，实现对膜厚精确度和稳定性的自动控制，实现对整个镀膜过程的全自动控制，并能对主要工艺参数进行记录，实现无人值守的全电脑操作控制，从而提高了工作效率和保证产品品质的稳定性和一致性。虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
权利要求1.全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统，其特征在于包括调制器、分光器、数据采集器、计算机、控制器、参考光路和测试光路； 所述参考光路由第一光纤接收器、第一单色仪、第一光电倍增管、第一带通滤波器和第一锁相放大器从左至右依次串联； 所述测试光路由第二光纤接收器、第二单色仪、第二光电倍增管、第二带通滤波器和第二锁放大器从左至右依次串联； 所述调制器的输出端与分光器的输入端连接；所述分光器的输出端分别与参考光路的第一光纤接收器和样片平台连接；所述样片平台与测试光路的第二光纤接收器连接； 所述数据采集器的输入端分别与参考光路的第一锁相放大器和测试光路的第二锁相放大器连接；数据采集器的输出端与计算机连接；所述计算机与控制器连接；所述控制器与样片平台上的挡板连接。
专利摘要本实用新型公开了全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统，包括调制器、分光器、数据采集器、计算机、控制器、参考光路和测试光路；调制器的输出端与分光器的输入端连接；数据采集器的输入端分别与参考光路的第一锁相放大器和测试光路的第二锁相放大器连接；数据采集器的输出端与计算机连接；计算机与控制器连接；控制器与样片平台上的挡板连接。该全自动高精度光学镀膜机用光学膜厚监控系统，实现对膜厚精确度和稳定性的自动控制，实现对整个镀膜过程的全自动控制，并能对主要工艺参数进行记录，实现无人值守的全电脑操作控制，从而提高了工作效率和保证产品品质的稳定性和一致性。
文档编号G01B11/06GK202903140SQ20122048372
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者喻成发 申请人:成都新越真空机械设备有限公司