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(lái),，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(lái)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)用于太陽(yáng)能電池中的薄膜光學(xué)參數(shù)測(cè)量。蘇州原裝膜厚儀

論文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象,，研究了白光干涉法,、表面等離子體共振法和外差干涉法實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測(cè)量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同,，所適用的測(cè)量方法也不同,。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點(diǎn),，選擇采用白光干涉的測(cè)量方法,；而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù)，且能激發(fā)的表面等離子體效應(yīng),，因而可借助基于表面等離子體共振的測(cè)量方法,；為了進(jìn)一步改善測(cè)量的精度，論文還研究了外差干涉測(cè)量法,，通過(guò)引入高精度的相位解調(diào)手段,，檢測(cè)P光與S光之間的相位差提升厚度測(cè)量的精度。怎樣選擇膜厚儀行業(yè)應(yīng)用白光干涉膜厚測(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,。

    薄膜作為重要元件,，通常使用金屬、合金,、化合物,、聚合物等作為其主要基材，品類涵蓋光學(xué)膜,、電隔膜,、阻隔膜、保護(hù)膜,、裝飾膜等多種功能性薄膜,，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。常用薄膜的厚度范圍從納米級(jí)到微米級(jí)不等,。納米和亞微米級(jí)薄膜主要是基于干涉效應(yīng)調(diào)制的光學(xué)薄膜,，包括各種增透增反膜、偏振膜,、干涉濾光片和分光膜等,。部分薄膜經(jīng)特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕,、耐磨損等特性,，對(duì)通訊、顯示,、存儲(chǔ)等領(lǐng)域內(nèi)光學(xué)儀器的質(zhì)量起決定性作用[1-3],，如平面顯示器使用的ITO鍍膜，太陽(yáng)能電池表面的SiO2減反射膜等,。微米級(jí)以上的薄膜以工農(nóng)業(yè)薄膜為主,，多使用聚酯材料，具有易改性,、可回收,、適用范圍廣等特點(diǎn)。例如6微米厚度以下的電容器膜,，20微米厚度以下的大部分包裝印刷用薄膜,，25~38微米厚的建筑玻璃貼膜及汽車貼膜，以及厚度為25~65微米的防偽標(biāo)牌及拉線膠帶等,。微米級(jí)薄膜利用其良好的延展,、密封、絕緣特性,，遍及食品包裝,、表面保護(hù)、磁帶基材,、感光儲(chǔ)能等應(yīng)用市場(chǎng),，加工速度快，市場(chǎng)占比高,。

光譜擬合法易于測(cè)量具有應(yīng)用領(lǐng)域,，由于使用了迭代算法，因此該方法的優(yōu)缺點(diǎn)在很大程度上取決于所選擇的算法,。隨著各種全局優(yōu)化算法的引入，遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數(shù)的測(cè)量。其缺點(diǎn)是不夠?qū)嵱?，該方法需要一個(gè)較好的薄膜的光學(xué)模型(包括色散系數(shù),、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng)),，但是在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中,，薄膜的色散和吸收的公式通常不準(zhǔn)確，尤其是對(duì)于多層膜體系,，建立光學(xué)模型非常困難,，無(wú)法用公式準(zhǔn)確地表示出來(lái)。在實(shí)際應(yīng)用中只能使用簡(jiǎn)化模型,，因此,，通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計(jì)算速度慢也不能滿足快速計(jì)算的要求,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的精度可以達(dá)到納米級(jí)別,。

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來(lái)，人們?cè)诶碚摵蛯?shí)驗(yàn)上展開(kāi)了討論和研究,。結(jié)果表明,，動(dòng)態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器，應(yīng)用于光學(xué)信號(hào)處理和加密領(lǐng)域,。在論文中,，我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的解調(diào)方案，可以用于當(dāng)光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)的信號(hào)解調(diào),，實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測(cè)量,。在頻域干涉中，當(dāng)干涉光程差超過(guò)光源相干長(zhǎng)度的時(shí)候,，仍然可以觀察到干涉條紋,。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加，每一列單色光的相干長(zhǎng)度都是無(wú)限的,。當(dāng)我們使用光譜儀來(lái)接收干涉光譜時(shí),，由于光譜儀光柵的分光作用，將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,，從而使相干長(zhǎng)度發(fā)生變化,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜薄膜結(jié)構(gòu)的測(cè)量。深圳新型膜厚儀

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,。蘇州原裝膜厚儀

干涉法作為面掃描方式可以一次性對(duì)薄膜局域內(nèi)的厚度進(jìn)行解算,，適用于對(duì)面型整體形貌特征要求較高的測(cè)量對(duì)象。干涉法算法在于相位信息的提取,，借助多種復(fù)合算法通?？梢赃_(dá)到納米級(jí)的測(cè)量準(zhǔn)確度,。然而主動(dòng)干涉法對(duì)條紋穩(wěn)定性不佳，光學(xué)元件表面的不清潔,、光照度不均勻,、光源不穩(wěn)定、外界氣流震動(dòng)干擾等因素均可能影響干涉圖的完整性[39],，使干涉圖樣中包含噪聲和部分區(qū)域的陰影,，給后期處理帶來(lái)困難。除此之外,，干涉法系統(tǒng)精度的來(lái)源——精密移動(dòng)及定位部件也增加了系統(tǒng)的成本,，高精度的干涉儀往往較為昂貴。蘇州原裝膜厚儀