[发明专利]一种用于辉光放电溅射深度测量的双激光器在线实时测量装置及方法

权利要求书

1.一种用于辉光放电溅射深度测量的双激光器在线实时测量装置，其特征在于：它由辉光放电光谱信号测量单元和双激光器溅射深度测量单元组成，包括辉光放电光源(GDS)、第一激光位移传感器(A)、第二激光位移传感器(B)以及光纤(d)，能够实现辉光放电光谱信号与溅射深度信号的同步测量；

其中辉光放电光源(GDS)包括第一石英观测窗(a)以及第二石英观测窗(b)；

第一激光位移传感器(A)及第二激光位移传感器(B)处于辉光放电光源(c)的同一侧，且第一激光位移传感器(A)位于第一石英观测窗(a)的后方，正对样品(e)溅射坑，实时测量样品溅射深度；第二激光器(B)位于第二石英观测窗(b)的后方，用来测量样品(e)未溅射表面的位移。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述辉光放电光源(GDS)，是符合激光三角测量的Grimm辉光放电光源。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第一石英观测窗(a)用来观测辉光光谱信号，且激光测量束通过所述观测窗(a)测量样品(e)溅射坑表面。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第二石英观测窗(b)处于阳极筒(f)和阴极绝缘盘(h)之间，且激光测量束通过所述观测窗(b)测量样品(e)未溅射表面。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一激光位移传感器(A)和第二激光位移传感器(B)是一种激光三角位移传感器，其包括可激发激光测量束的激光器(i)以及CCD检测器(j)。

6.一种使用权利要求1所述的装置进行在线实时测量的方法，包括如下步骤：1)激发及形成溅射坑，2)信号采集，3)信号解析；其特征在于：

(1)所述激发及形成溅射坑步骤中，针对不同金属材料样品选择溅射条件，辉光放电光源(GDS)激发辉光(c)，在金属材料样品(e)表面形成溅射坑，同时第一激光位移传感器(A)通过第一石英观测窗(a)激发激光测量束，及第二激光位移传感器(B)通过第二石英观测窗(b)激发激光测量束；

(2)所述信号采集步骤中，第一激光位移传感器(A)通过第一石英观测窗(a)实时采集样品(e)溅射坑的激光测量信号，第二激光位移传感器(B)通过第二石英观测窗(b)采集样品(e)未溅射表面的激光测量信号，同时金属材料样品的辉光放电光谱信号也通过第一观测窗(a)被光纤(d)接收并且实时传输到辉光放电光谱仪；

(3)所述信号解析步骤中，对上述步骤(2)中的第一激光位移传感器A和第二激光位移传感器B采集的信号进行解析得到溅射坑以及未溅射表面的测量数据，以系统时间为单位叠加溅射坑以及未溅射表面的测量数据，得到所述金属材料样品溅射深度的在线实时测量曲线。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：第一激光位移传感器(A)和第二激光位移传感器(B)在光源的同一侧同步测量样品(e)溅射坑深度和样品(e)表面未溅射面的位移，用于消除溅射过程中光源系统的位移对深度实时测量的影响。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：测量的溅射坑和未溅射面位于同一样品(e)的同一侧表面上。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：第一激光位移传感器(A)和第二激光位移传感器(B)发出的激光测量束互相平行。