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,。漳州新型膜厚儀

    薄膜作為改善器件性能的重要途徑，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代光學(xué),、電子,、醫(yī)療、能源,、建材等技術(shù)領(lǐng)域,。受薄膜制備工藝及生產(chǎn)環(huán)境影響，成品薄膜存在厚度分布不均,、表面粗糙度大等問題,，導(dǎo)致其光學(xué)及物理性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,，嚴(yán)重影響成品的性能及應(yīng)用。隨著薄膜生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展,，準(zhǔn)確測(cè)量和科學(xué)評(píng)價(jià)薄膜特性作為研究熱點(diǎn),，也引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。厚度作為關(guān)鍵指標(biāo)直接影響薄膜工作特性,，合理監(jiān)控薄膜厚度對(duì)于及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù),、降低加工成本、提高生產(chǎn)效率及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等具有重要作用和深遠(yuǎn)意義,。然而,，對(duì)于市場(chǎng)份額占比大的微米級(jí)工業(yè)薄膜，除要求測(cè)量系統(tǒng)不僅具有百納米級(jí)的測(cè)量精度之外,，還要求具備體積小,、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的在線檢測(cè)需求,。目前光學(xué)薄膜測(cè)厚方法仍無法兼顧高精度,、輕小體積，以及合理的系統(tǒng)成本,，而具備納米級(jí)測(cè)量分辨力的商用薄膜測(cè)厚儀器往往價(jià)格昂貴,、體積較大，且無法響應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的在線測(cè)量需求,?；谝陨戏治觯菊n題提出基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測(cè)量解決方案,，研制小型化,、低成本的薄膜厚度測(cè)量系統(tǒng)，并提出無需標(biāo)定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計(jì)算算法,。研發(fā)的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)微米級(jí)工業(yè)薄膜的厚度測(cè)量,。 十堰國(guó)內(nèi)膜厚儀白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)涂層中的薄膜反射率測(cè)量。

基于表面等離子體共振傳感的測(cè)量方案,，利用共振曲線的三個(gè)特征參量—共振角,、半高寬和反射率小值，通過反演計(jì)算得到待測(cè)金屬薄膜的厚度,。該測(cè)量方案可同時(shí)得到金屬薄膜的介電常數(shù)和厚度,，操作方法簡(jiǎn)單。我們利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),，測(cè)得金膜在入射光波長(zhǎng)分別為632.8nm和652.1nm時(shí)的共振曲線,，由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強(qiáng)度測(cè)量方案,，測(cè)量精度受環(huán)境影響較大,，且測(cè)量結(jié)果存在多值性的問題,，所以我們進(jìn)一步對(duì)偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析，根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實(shí)現(xiàn)厚度測(cè)量,。

    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?，臺(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)可以通過對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料的薄膜的測(cè)量和分析,。

薄膜是指分子,、原子或者是離子在基底表面沉積形成的一種特殊的二維材料。近幾十年來,，隨著材料科學(xué)和鍍膜工藝的不斷發(fā)展,，厚度在納米量級(jí)（幾納米到幾百納米范圍內(nèi)）薄膜的研究和應(yīng)用迅速增加。與體材料相比,，因?yàn)榧{米薄膜的尺寸很小,，使得表面積與體積的比值增加，表面效應(yīng)所表現(xiàn)出的性質(zhì)非常突出,，因而在光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)上有許多獨(dú)特的表現(xiàn),。納米薄膜應(yīng)用于傳統(tǒng)光學(xué)領(lǐng)域，在生產(chǎn)實(shí)踐中也得到了越來越廣泛的應(yīng)用,，尤其是在光通訊,、光學(xué)測(cè)量，傳感,，微電子器件,，生物與醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域的應(yīng)用空間更為廣闊。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制,。鶴壁高頻膜厚儀

白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過對(duì)干涉曲線的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的厚度分布的測(cè)量和分析,。漳州新型膜厚儀

利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度,，但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足，包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動(dòng),，要求在測(cè)量波段內(nèi)存在多個(gè)干涉極值點(diǎn),，且干涉極值點(diǎn)足夠多，精度才高,。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的,，在沒有正確方法建立包絡(luò)線時(shí)，通常使用拋物線插值法建立,，這樣造成的誤差較大,。包絡(luò)法對(duì)測(cè)量對(duì)象要求高，如果薄膜較薄或厚度不足情況下,，會(huì)造成干涉條紋減少,，干涉波峰個(gè)數(shù)較少，要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難,，且利用拋物線插值法擬合也很困難,，從而降低該方法的準(zhǔn)確度。其次,，薄膜吸收的強(qiáng)弱也會(huì)影響該方法的準(zhǔn)確度,，對(duì)于吸收較強(qiáng)的薄膜，隨干涉條紋減少,，極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線,，該方法就不再適用。因此,，包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品,。漳州新型膜厚儀