薄膜杨氏模量、密度、厚度的无损测量在新兴材料、力学、光学等领域具有广泛的应用。LAwave薄膜杨氏模量无损测量设备的技术源于于德国Fraunhofer IWS研究所。即利用激光脉冲在薄膜或材料表面激发起表面声波,由于表面声波波速的色散关系由薄膜与衬底的弹性模量(杨氏模量)、密度和厚度决定,基于表面声波在不同材料中的传播速度不同,可以通过检测表面声波的波速实现对薄膜或者材料硬度(杨氏模量/弹性模量)、密度和膜厚的测量。实现途径上,将声波探测器探测声波波速的色散关系与理论模型计算的色散关系对比,就可以得出薄膜的杨氏模量、密度和厚度等信息。LAwave设备既可以测量表面有微结构的薄膜,也可测具有非均匀结构的薄膜。
图1:LAwave薄膜杨氏模量无损测量设备及原理图
图2:不同硬度薄膜的波速色散关系曲线