一、背景與需求
在光學(xué)薄膜、柔性電子及包裝材料領(lǐng)域，聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜的厚度均勻性直接影響其光學(xué)性能、機(jī)械強(qiáng)度及阻隔性能。例如，在顯示屏光學(xué)膜材中，40μm PET膜的厚度偏差需控制在±0.5μm以內(nèi)，傳統(tǒng)接觸式測厚儀易劃傷膜面，且難以滿足納米級(jí)精度要求。
本案例采用HT-T系列白光干涉測厚儀，以非接觸方式對40μm PET膜進(jìn)行高精度厚度測量，驗(yàn)證其在實(shí)際工業(yè)場景中的適用性。
二、測量原理
1.?白光干涉技術(shù)核心
白光干涉測厚基于低相干干涉原理：
寬帶白光光源（如LED）發(fā)出的光經(jīng)分光鏡分為兩束，分別照射PET膜上下表面并反射。
兩束反射光因光程差產(chǎn)生干涉，干涉信號(hào)強(qiáng)度與光程差相關(guān)（圖1）。
通過傅里葉變換分析干涉光譜的相位信息，精確計(jì)算光程差，結(jié)合PET折射率（n≈1.65）反推物理厚度：d = \frac{\Delta L}{2n}d=2nΔL其中，ΔL為光程差，d為薄膜實(shí)際厚度。
2.?技術(shù)優(yōu)勢
非接觸測量：避免劃傷柔性PET膜表面。
納米級(jí)精度：HT-T系列重復(fù)精度達(dá)1nm，線性誤差±20nm（附件File 2）。
寬工作距離：50±2mm（HT-T50探頭），適應(yīng)產(chǎn)線振動(dòng)環(huán)境。
高速采樣：10kHz采樣率，滿足在線實(shí)時(shí)監(jiān)測需求。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)驗(yàn)證
1.?實(shí)驗(yàn)條件
樣品：工業(yè)級(jí)40μm PET薄膜（寬度500mm，卷狀）。
儀器：HT-T50探頭+HT-TC-100控制器，光源波長400-700nm。
環(huán)境：25℃恒溫，濕度50% RH，避免溫漂影響。
2.?測量過程
校準(zhǔn)：使用NIST標(biāo)準(zhǔn)厚度片（40.0±0.1μm）校準(zhǔn)儀器。
數(shù)據(jù)采集：沿薄膜橫向等距選取100個(gè)點(diǎn)，觸發(fā)式連續(xù)測量（數(shù)據(jù)見附件File 1）。
穩(wěn)定性測試：連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，每10分鐘記錄一次厚度均值。
3.?數(shù)據(jù)分析
重復(fù)性：100次測量數(shù)據(jù)均值為40.601μm，標(biāo)準(zhǔn)差σ=0.12μm，符合±0.5μm工藝要求。
長期穩(wěn)定性：8小時(shí)內(nèi)厚度波動(dòng)范圍±0.15μm（圖3），體現(xiàn)儀器抗環(huán)境干擾能力。
邊緣檢測：探頭在薄膜邊緣仍能穩(wěn)定輸出（數(shù)據(jù)點(diǎn)502.7-503.0秒），無信號(hào)丟失。
四、應(yīng)用優(yōu)勢總結(jié)
高精度與可靠性
生產(chǎn)效率提升
多場景適應(yīng)性
五、結(jié)論
白光干涉測厚儀憑借其非接觸、納米級(jí)精度及高速響應(yīng)特性，在40μm PET薄膜的工業(yè)檢測中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了其在穩(wěn)定性、重復(fù)性及環(huán)境適應(yīng)性方面的卓越性能，為光學(xué)膜材、柔性電子等高端制造領(lǐng)域提供了可靠的厚度監(jiān)控解決方案。
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