自上世紀(jì)60年代起,，利用X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測厚系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于西方先進(jìn)國家的工業(yè)生產(chǎn)線中,。20世紀(jì)70年代后,，為滿足日益增長的質(zhì)檢需求，電渦流,、電磁電容,、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測量技術(shù)相繼問世,。90年代中期,，隨著離子輔助、離子束濺射,、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)取得巨大突破,，以橢圓偏振法和光度法為展示的光學(xué)檢測技術(shù)以高精度,、低成本、輕便環(huán)保,、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,，迅速占領(lǐng)日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場，并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個性化定制產(chǎn)品的能力,。其中,，對于市場份額占比較大的微米級薄膜，除要求測量系統(tǒng)不僅具有百納米級的測量準(zhǔn)確度及分辨力以外,，還要求測量系統(tǒng)在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場下,，具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜表面形貌的測量,。河北膜厚儀

白光干涉的相干原理早在1975年就已經(jīng)被提出,，隨后于1976年在光纖通信領(lǐng)域中獲得了實現(xiàn),。1983年，BrianCulshaw的研究小組報道了白光干涉技術(shù)在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用,。隨后在1984年,，報道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。該研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以被用于測量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量,。此后的幾年間,，白光干涉應(yīng)用于溫度、壓力等的研究相繼被報道,。自上世紀(jì)九十年代以來,，白光干涉技術(shù)快速發(fā)展，提供了實現(xiàn)測量的更多的解決方案,。近幾年以來,，由于傳感器設(shè)計與研制的進(jìn)步，信號處理新方案的提出,，以及傳感器的多路復(fù)用[39]等技術(shù)的發(fā)展,，使得白光干涉測量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。山東膜厚儀誠信企業(yè)推薦白光干涉膜厚測量技術(shù)的應(yīng)用涵蓋了材料科學(xué),、光學(xué)制造,、電子工業(yè)等多個領(lǐng)域。

傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號解調(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)而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點是解調(diào)速度較快,，受干擾信號的影響較小,。但是其測量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號處理FFT（快速傅里葉變換）理論,，若輸入光源波長范圍為[]λ1,λ2,，則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1)，所以此方法主要應(yīng)用于對解調(diào)精度要求不高的場合,。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進(jìn),。該方法總結(jié)起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換，然后濾波,、提取主頻信號后進(jìn)行逆傅里葉變換,，然后做對數(shù)運算，并取其虛部做相位反包裹運算,，由獲得的相位得到干涉儀的光程差,。該方法經(jīng)過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高,。

確定靶丸折射率及厚度的算法，由于干涉光譜信號與膜的光參量直接相關(guān),，這里主要考慮光譜分析的方法根據(jù)測量膜的反射或透射光譜進(jìn)行分析計算,，可獲得膜的厚度、折射率等參數(shù),。根據(jù)光譜信號分析計算膜折射率及厚度的方法主要有極值法和包絡(luò)法,、全光譜擬合法。極值法測量膜厚度主要是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計算,，對于弱色散介質(zhì),，折射率為恒定值，根據(jù)兩個或兩個以上的極大值點的位置,，求得膜的光學(xué)厚度,，若已知膜折射率即可求解膜的厚度；對于強(qiáng)色散介質(zhì),，首先利用極值點求出膜厚度的初始值,。薄膜厚度是一恒定不變值，可根據(jù)極大值點位置的光學(xué)厚度關(guān)系式獲得入射波長和折射率的對應(yīng)關(guān)系,，再依據(jù)薄膜材質(zhì)的色散特性,，引入合適的色散模型，常用的色散模型有cauchy模型,、Selimeier模型,、Lorenz模型等，利用折射率與入射波長的關(guān)系式,，通過二乘法擬合得到色散模型的系數(shù),，即可解得任意入射波長下的折射率。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制,。

在納米量級薄膜的各項相關(guān)參數(shù)中,，薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計和制備過程中的重要參數(shù)，是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一,，它對于薄膜的光學(xué)、力學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3],。但是由于納米量級薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng),，使得對其厚度的準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究,，新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn),，測量方法實現(xiàn)了從手動到自動，有損到無損測量,。由于待測薄膜材料的性質(zhì)不同,，其適用的厚度測量方案也不盡相同,。對于厚度在納米量級的薄膜，利用光學(xué)原理的測量技術(shù)應(yīng)用,。相比于其他方法,，光學(xué)測量方法因為具有精度高，速度快,，無損測量等優(yōu)勢而成為主要的檢測手段,。其中具有代表性的測量方法有橢圓偏振法，干涉法,，光譜法,，棱鏡耦合法等。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于太陽能電池中的薄膜光學(xué)參數(shù)測量,。浦東新區(qū)膜厚儀廠家直銷價格

白光干涉膜厚測量技術(shù)的精度可以達(dá)到納米級別,。河北膜厚儀

目前，應(yīng)用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式,。如圖2-5(a)所示Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu),，在該結(jié)構(gòu)中物鏡和被測樣品之間有兩塊平板，一個是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡,，另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡,，由于參考鏡位于物鏡和被測樣品之間，從而使物鏡外殼更加緊湊,，工作距離相對而言短一些,，其倍率一般為10-50倍，Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測量端相同顯微物鏡,，因此沒有額外的光程差,。河北膜厚儀