一、背景與需求

在光學薄膜、柔性電子及包裝材料領域，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性能、機械強度及阻隔性能。例如，在顯示屏光學膜材中，40μm PET膜的厚度偏差需控制在±0.5μm以內，傳統接觸式測厚儀易劃傷膜面，且難以滿足納米級精度要求。
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膜進行高精度厚度測量，驗證其在實際工業場景中的適用性。

二、測量原理

1.?白光干涉技術核心

白光干涉測厚基于低相干干涉原理：

• 寬帶白光光源（如LED）發出的光經分光鏡分為兩束，分別照射PET膜上下表面并反射。

• 兩束反射光因光程差產生干涉，干涉信號強度與光程差相關（圖1）。

• 通過傅里葉變換分析干涉光譜的相位信息，精確計算光程差，結合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為薄膜實際厚度。

2.?技術優勢

• 非接觸測量：避免劃傷柔性PET膜表面。

• 納米級精度：HT-T系列重復精度達1nm，線性誤差±20nm（附件File 2）。

• 寬工作距離：50±2mm（HT-T50探頭），適應產線振動環境。

• 高速采樣：10kHz采樣率，滿足在線實時監測需求。

三、實驗設計與數據驗證

1.?實驗條件

• 樣品：工業級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。

• 環境：25℃恒溫，濕度50% RH，避免溫漂影響。

2.?測量過程

• 校準：使用NIST標準厚度片（40.0±0.1μm）校準儀器。

• 數據采集：沿薄膜橫向等距選取100個點，觸發式連續測量（數據見附件File 1）。

• 穩定性測試：連續運行8小時，每10分鐘記錄一次厚度均值。

3.?數據分析

• 重復性：100次測量數據均值為40.601μm，標準差σ=0.12μm，符合±0.5μm工藝要求。

• 長期穩定性：8小時內厚度波動范圍±0.15μm（圖3），體現儀器抗環境干擾能力。

• 邊緣檢測：探頭在薄膜邊緣仍能穩定輸出（數據點502.7-503.0秒），無信號丟失。

四、應用優勢總結

1. 高精度與可靠性

• 1nm級重復精度顯著優于激光三角法（±0.1μm）和電容法（±1μm）。

• 附件File 1中99.7%數據點落在40.60±0.3μm區間，CPK值達1.67，滿足6σ質量控制。

2. 生產效率提升

• 10kHz高速采樣支持產線全檢（傳統接觸式儀器通常≤100Hz）。

• 50mm工作距離允許探頭遠離膜面，避免卷材高速運行（>10m/s）中的機械碰撞風險。

3. 多場景適應性

• 可測透明/半透明薄膜（如PET、PI）、多層復合膜及微米級涂層。

• HT-T10W探頭支持5-10mm安裝距離，適用于狹小空間安裝。

五、結論

白光干涉測厚儀憑借其非接觸、納米級精度及高速響應特性，在40μm PET薄膜的工業檢測中展現出顯著優勢。實測數據驗證了其在穩定性、重復性及環境適應性方面的卓越性能，為光學膜材、柔性電子等高端制造領域提供了可靠的厚度監控解決方案。

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