光纖白光干涉測(cè)量使用的是寬譜光源。光源的輸出光功率和中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定性是光源選取時(shí)需要重點(diǎn)考慮的參數(shù),。論文所設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)是通過(guò)檢測(cè)干涉峰值的中心波長(zhǎng)的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的,，所以光源中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定性將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源,，相對(duì)于一般的寬帶光源具有輸出功率高,、覆蓋光譜范圍寬等特點(diǎn)。該光源采用+5V的直流供電,，標(biāo)定中心波長(zhǎng)為1550nm,，且其輸出功率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的，驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到600mA,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的聯(lián)合測(cè)量和分析,。洛陽(yáng)智能膜厚儀

由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測(cè)量方法各有優(yōu)缺,，難以一概而論,。將上述各測(cè)量特點(diǎn)總結(jié)如表1-1所示，按照薄膜厚度的增加,，適用的測(cè)量方式分別為橢圓偏振法,、分光光度法、共聚焦法和干涉法,。對(duì)于小于1μm的較薄薄膜,，白光干涉輪廓儀的測(cè)量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合,。而對(duì)于小于200nm的薄膜，由于透過(guò)率曲線缺少峰谷值,，橢圓偏振法結(jié)果更加可靠,。基于白光干涉原理的光學(xué)薄膜厚度測(cè)量方案目前主要集中于測(cè)量透明或者半透明薄膜,，通過(guò)使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣,，得到待測(cè)薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測(cè)量技術(shù)的常用解調(diào)方案,、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上,，分析得到了常用的基于兩個(gè)相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測(cè)量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的白光干涉測(cè)量解調(diào)技術(shù),。新余膜厚儀經(jīng)銷批發(fā)白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的在線檢測(cè)和控制。

極值法求解過(guò)程計(jì)算簡(jiǎn)單,，速度快,，同時(shí)確定薄膜的多個(gè)光學(xué)常數(shù)及解決多值性問(wèn)題,，測(cè)試范圍廣，但沒(méi)有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素,，以至于精度不夠高,。此外，由于受曲線擬合精度的限制,，該方法對(duì)膜厚的測(cè)量范圍有要求,，通常用這種方法測(cè)量的薄膜厚度應(yīng)大于200nm且小于10μm，以確保光譜信號(hào)中的干涉波峰數(shù)恰當(dāng),。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識(shí)來(lái)設(shè)置每個(gè)擬合參數(shù)上限,、下限，并為該區(qū)域的薄膜生成一組或多組光學(xué)參數(shù)及厚度的初始值,，引入適合的色散模型,，再根據(jù)麥克斯韋方程組的推導(dǎo)。這樣求得的值自然和實(shí)際的透過(guò)率和反射率（通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)直接測(cè)量的薄膜透射率或反射率）有所不同,，建立評(píng)價(jià)函數(shù),，當(dāng)計(jì)算的透過(guò)率/反射率與實(shí)際值之間的偏差小時(shí)，我們就可以認(rèn)為預(yù)設(shè)的初始值就是要測(cè)量的薄膜參數(shù),。

    基于白光干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的鍺膜厚度測(cè)量方案研究：在對(duì)比研究目前常用的白光干涉測(cè)量方案的基礎(chǔ)上,，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩干涉光束的光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)，常用的基于兩相鄰干涉峰間距的解調(diào)方案不再適用,。為此,，我們提出了適用于極小光程差的基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的測(cè)量方案。干涉光譜的峰值波長(zhǎng)會(huì)隨著光程差的增大出現(xiàn)周期性的紅移和藍(lán)移,，當(dāng)光程差在較小范圍內(nèi)變化時(shí),，峰值波長(zhǎng)的移動(dòng)與光程差成正比。根據(jù)這一原理,，搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)對(duì)這一測(cè)量解調(diào)方案進(jìn)行驗(yàn)證,，得到了光纖端面半導(dǎo)體鍺薄膜的厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鍺膜的厚度為,，與臺(tái)階儀測(cè)量結(jié)果存在,，這是因?yàn)楸∧け砻姹旧聿⒉还饣_(tái)階儀的測(cè)量結(jié)果只能作為參考值,。鍺膜厚度測(cè)量誤差主要來(lái)自光源的波長(zhǎng)漂移和溫度控制誤差,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料的薄膜的聯(lián)合測(cè)量和分析。

白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術(shù)測(cè)量的局限性,。白光掃描干涉法采用白光作為光源,，白光作為一種寬光譜的光源，相干長(zhǎng)度較短,，因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi),。而且在白光干涉時(shí),，有一個(gè)確切的零點(diǎn)位置。測(cè)量光和參考光的光程相等時(shí),，所有波段的光都會(huì)發(fā)生相長(zhǎng)干涉,，這時(shí)就能觀測(cè)到有一個(gè)很明亮的零級(jí)條紋，同時(shí)干涉信號(hào)也出現(xiàn)最大值,，通過(guò)分析這個(gè)干涉信號(hào),，就能得到表面上對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的相對(duì)高度，從而得到被測(cè)物體的幾何形貌,。白光掃描干涉術(shù)是通過(guò)測(cè)量干涉條紋來(lái)完成的,，而干涉條紋的清晰度直接影響測(cè)試精度。因此,，為了提高精度,，就需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，這使得條紋的測(cè)量變成一項(xiàng)費(fèi)力又費(fèi)時(shí)的工作,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的形貌變化的測(cè)量和分析,。臨沂膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)

白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)量。洛陽(yáng)智能膜厚儀

傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號(hào)解調(diào)方法,。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,，用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào)。因此,，該解調(diào)方案的原理是通過(guò)傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,，進(jìn)而得到待測(cè)物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是解調(diào)速度較快,，受干擾信號(hào)的影響較小,。但是其測(cè)量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理FFT（快速傅里葉變換）理論,，若輸入光源波長(zhǎng)范圍為[]λ1,λ2,，則所測(cè)光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1)，所以此方法主要應(yīng)用于對(duì)解調(diào)精度要求不高的場(chǎng)合,。傅里葉變換白光干涉法是對(duì)傅里葉變換法的改進(jìn)。該方法總結(jié)起來(lái)就是對(duì)采集到的光譜信號(hào)做傅里葉變換,，然后濾波,、提取主頻信號(hào)后進(jìn)行逆傅里葉變換，然后做對(duì)數(shù)運(yùn)算,，并取其虛部做相位反包裹運(yùn)算,，由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其測(cè)量精度比傅里葉變換高,。洛陽(yáng)智能膜厚儀