白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化,，從而得到被測(cè)物體的信息。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測(cè)表面的反射光發(fā)生干涉，再使用相移的方法調(diào)制相位,，利用干涉場(chǎng)中光強(qiáng)的變化計(jì)算出其每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始相位，但是這樣得到的相位是位于（-π,，+π]間,，所以得到的是不連續(xù)的相位。因此,，需要進(jìn)行相位展開(kāi)使其變?yōu)檫B續(xù)相位,。再利用高度與相位的信息求出被測(cè)物體的表面形貌。單色光相移法具有測(cè)量速度快,、測(cè)量分辨力高,、對(duì)背景光強(qiáng)不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是,，由于單色光干涉無(wú)法確定干涉條紋的零級(jí)位置,。因此，在相位解包裹中無(wú)法得到相位差的周期數(shù),，所以只能假定相位差不超過(guò)一個(gè)周期,，相當(dāng)于測(cè)試表面的相鄰高度不能超過(guò)四分之一波長(zhǎng)[27]。這就限制了其測(cè)量的范圍,，使它只能測(cè)試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu),。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料的薄膜進(jìn)行測(cè)量。許昌膜厚儀招商加盟
根據(jù)以上分析可知,，白光干涉時(shí)域解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是：①能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量,；②抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動(dòng)，光源的波長(zhǎng)漂移以及外界環(huán)境對(duì)光纖的擾動(dòng)等因素?zé)o關(guān),；③測(cè)量精度與零級(jí)干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān),；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低,。但是，時(shí)域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動(dòng)干涉儀一端的反射鏡來(lái)進(jìn)行相位補(bǔ)償,，所以掃描裝置的分辨率將影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測(cè)量分辨率一般是幾個(gè)微米,，達(dá)到亞微米的分辨率,，主要受機(jī)械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性限制,。文獻(xiàn)[46]所報(bào)道的位移掃描的分辨率可以達(dá)到0.54μm,。當(dāng)所測(cè)光程差較小時(shí)，F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近,，難以區(qū)分，此時(shí)時(shí)域解調(diào)方案的應(yīng)用受到限制,。蕪湖膜厚儀供應(yīng)白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)中的薄膜參數(shù)測(cè)量,。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向，此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量,。通過(guò)分析被測(cè)物體的光譜特性,，就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息,。相比于白光掃描干涉術(shù),，它不需要大量的掃描過(guò)程,，因此提高了測(cè)量效率,，而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響,。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移,、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干干涉光譜法是基于頻域干涉的理論,，采用白光作為寬波段光源，經(jīng)過(guò)分光棱鏡,，被分成兩束光,，這兩束光分別入射到參考面和被測(cè)物體，反射回來(lái)后經(jīng)過(guò)分光棱鏡合成后,，由色散元件分光至探測(cè)器，記錄頻域上的干涉信號(hào),。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息，如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,，則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中,。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái)，形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法,。
光譜法是以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的一種薄膜厚度測(cè)量方法,，分為反射法和透射法兩類(lèi)[12],。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會(huì)引起多光束干涉效應(yīng),，不同特性的薄膜材料的反射率和透過(guò)率曲線是不同的,，并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此,，根據(jù)這一光譜特性可以得到薄膜的厚度以及光學(xué)參數(shù),。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)且可以有效的排除解的多值性，測(cè)量范圍廣,，是一種無(wú)損測(cè)量技術(shù),；缺點(diǎn)是對(duì)樣品薄膜表面條件的依賴(lài)性強(qiáng)，測(cè)量穩(wěn)定性較差,，因而測(cè)量精度不高,；對(duì)于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,，這種方法主要應(yīng)用于有機(jī)薄膜的厚度測(cè)量,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度和形貌進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量和分析。
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)可以對(duì)薄膜的厚度,、反射率,、折射率等光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,。株洲推薦膜厚儀
白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的研究需要對(duì)光學(xué)理論和光學(xué)儀器有較深入的了解。許昌膜厚儀招商加盟
采用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時(shí),，被測(cè)光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率,。我們只需獲得相鄰的兩干涉峰值處的波長(zhǎng)信息即可得出光程差，不必關(guān)心此波長(zhǎng)處的光強(qiáng)大小,，從而降低數(shù)據(jù)處理的難度,。也可以利用多組相鄰的干涉光譜極值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)來(lái)分別求出光程差,，然后再求平均值作為測(cè)量光程差，這樣可以提高該方法的測(cè)量精度,。但是,，峰峰值法存在著一些缺點(diǎn)：當(dāng)使用寬帶光源作為輸入光源時(shí)，接收光譜中不可避免地疊加有與光源同分布的背景光,，從而引起峰值處波長(zhǎng)的改變,，引入測(cè)量誤差。同時(shí),，當(dāng)兩干涉信號(hào)之間的光程差很小,，導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰的時(shí)候，此法便不再適用,。許昌膜厚儀招商加盟