FTIR

FTIR

FTIR 傅氏轉換紅外線光譜分析儀(Fourier Transform infrared spectroscopy)用於半導體製造業。FTIR仍利用紅外線光譜經傅立葉變換進而分析雜質濃度的光譜分析儀器。傅立葉轉換紅外光譜 (FTIR)是一種用來獲得吸收,射出光電導性或固體, 液體或氣體的拉曼散射的紅外光光譜技術。

光譜分析儀

目的:·對已套用成熟的用戶來說,可日常化進行計量方面有: A.BPSG/PSG之含磷、含硼量預測。 B.晶片之含氧、含碳量預測。 C.磊晶之厚度量測。·

更高級的套用方面有: A.氮化矽中氫含量預測。 B.復晶矽中含氧量預測。 C.光阻特性分析。FTIR為一極便利之分析儀器,標準的建立為整個量測之重點,由於其中多利用光學原理、晶片狀況(i.e.晶背處理狀況)對量測結果影響。

目前所有的紅外光譜儀都是傅立葉變換型的,光譜儀主要由光源(矽碳棒、高壓汞燈)、麥可遜干涉儀、檢測器和干涉儀組成。而傅立葉變換紅外光譜儀的核心部分是麥可遜干涉儀,把樣品放在檢測器前,由於樣品對某些頻率的紅外光產生吸收,使檢測器接受到的干涉光強度發生變化,從而得到各種不同樣品的干涉圖。這種干涉圖是光隨動鏡移動距離的變化曲線,藉助傅立葉變換函式可得到光強隨頻率變化的頻域圖。這一過程可由計算機完成。

用傅立葉變換紅外光譜儀測量樣品的紅外光譜包括以下幾個步驟:

1)、分別收集背景(無樣品時)的干涉圖及樣品的干涉圖;

2)、分別通過傅立葉變換將上述干涉圖轉化為單光束紅外光;

3)、將樣品的單光束光譜除以背景的單光束光譜,得到樣品的透射光譜或吸收光譜。

受抑全內反射

全內反射:當光從光密媒質進入光疏媒質且入射角大於臨界角時,在兩媒質交界處將發生光的全內反射。

如果將疏媒質的厚度控制到非常薄,例如使兩塊直角稜鏡的底面靠得很近,那么,即便在全反射角度的情況下,透射光依然是可以取出的,亦即全反射受到抑制。

人們已經做過大量的實驗來研究受抑全反射現象,早在 1897年 J. C. Bose就通過實驗證實這一現象的存在。

1902年,霍爾從實驗和理論兩方面解釋說明了這一現象,研究了在不同材料中光的穿透距離和入射角、偏振方向的關係。同時,他還對透射係數進行了理論計算。

受抑全反射現象具有廣泛的套用價值。它的發現推動了光譜學的發展,開闢了一門新的學科——表面非線性光學。

最近幾年,人們利用受抑全內反射 FTIR技術製作出了多點輸入觸控螢幕。

FTIR效應的發生要求空氣薄膜厚度必須在波長範圍內。受抑全反射的透射率隨空氣薄膜厚度的增加而減小,當隨著空氣薄膜厚度從0增加到一個波長數量級左右時,透射率從 100%幾乎下降到 0;在薄膜厚度一定的情況下,增大入射角或選用大折射率的材料,都會使透射率減小。而入射光如果採用可見光,由於可見光波長比較小,在實驗中只能觀察到呈指數衰減部分的變化。

套用

觸摸技術的突破是從FTIR(Frustrated Total Internal Reflection,受抑全內反射)技術開始的,這份功勞歸功於紐約大學的Jeff Han。

在了解了大概的歷史之後,我們現在動手來做我們自己的FTIR多點觸摸桌(Multi Touch Table)。

首先,我們需要了解一下基本原理:

紅外LED(IR LED)發射紅外線進入亞克力板(Acrylic),當亞克力面板的厚度大於8mm時,光線會發生在亞克力內不停反射,而不會跑出來,這就叫做全內反射(Total Internal Reflection),但當你的手指(或者其他材質如矽膠等有一定韌性和反射性的材料)碰到亞克力表面時,全內反射(Total Internal Reflection)被破壞,光線被手指反射出來,此時,亞克力下方正好有紅外攝像頭(IR Camera)捕捉到手指反射的亮點,攝像頭捕捉到的亮點會送到計算機進行處理,形成輸入,有幾個亮點,就形成幾個輸入點。FTIR 多點觸摸(FTIR Multi Touch)的原理就是這樣。

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