厚度是薄膜和涂層的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)。厚度和均勻性強(qiáng)烈影響薄膜的功能，需要精確監(jiān)控。為此，X 射線技術(shù)和光譜學(xué)在桌面和在線檢測系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。然而，目前僅采用點(diǎn)傳感器，并且對于在線應(yīng)用，通常安裝在掃描橫向平臺上，從而形成鋸齒形檢查圖案。因此，所檢查的膠片僅受到部分監(jiān)控。

線掃描(推掃式)高光譜相機(jī)可以克服這一限制并檢查整個膠片或涂層。在每條線捕獲中，整個膠片寬度上的光譜數(shù)據(jù)都以高空間分辨率產(chǎn)生。

為了演示此應(yīng)用中的高光譜成像，使用在 900 – 1700 nm 范圍內(nèi)工作的光譜相機(jī)測量了四個聚合物薄膜樣品。樣品薄膜的標(biāo)稱厚度為17、20(兩片薄膜)和23 um。使用鏡面幾何，并仔細(xì)檢查干涉。根據(jù)光譜位置和相長干涉之間的距離，可以推斷出厚度：

λp 為波長，單位為 nm，其中最大值為索引 p。

n是薄膜材料的折射率

α 是鏡面設(shè)置的入射角

在鏡面反射中測量的光譜干涉圖案被轉(zhuǎn)換成厚度圖。

使用 Matlab 將光譜干擾轉(zhuǎn)換為厚度熱圖。根據(jù)光譜數(shù)據(jù)計算出的平均厚度為 18.4、20.05、21.7 和 23.9 um。標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為 0.12、0.076、0.34 和 0.183 um。當(dāng)測量薄膜時，它們沒有被拉伸。這可以解釋為什么測量值略高于標(biāo)稱值。此外，還發(fā)現(xiàn)了缺陷。在影片 1 中，我們發(fā)現(xiàn)了兩個薄樹林，可能是由局部壓力造成的。

高光譜成像將顯著提高當(dāng)前基于光譜的薄膜效率和涂層質(zhì)量控制系統(tǒng)。由于高光譜相機(jī)每秒可以采集多達(dá)數(shù)千張線圖像，因此可以對薄膜進(jìn)行 100% 在線檢測，以提高質(zhì)量的一致性并減少浪費(fèi)。

與當(dāng)前基于點(diǎn)光譜儀的 XY 掃描解決方案相比，它們還將實(shí)現(xiàn)速度顯著提高的桌面檢測系統(tǒng)。高光譜相機(jī)還消除了 X 射線傳感器的有害輻射風(fēng)險，因為只需要無害的光學(xué)光。