白光干涉法和激光光源相比具有短相干長度的特點(diǎn),，使得兩束光只有在光程差非常小的情況下才能發(fā)生干涉，因此不會產(chǎn)生干擾條紋,。同時,，白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置，避免了干涉級次不確定的問題,。本文基于白光干涉原理對單層透明薄膜厚度測量進(jìn)行了研究,，特別是對厚度小于光源相干長度的薄膜進(jìn)行了探究。文章首先詳細(xì)闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理,，然后在金相顯微鏡的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種型垂直白光掃描系統(tǒng),，作為實(shí)驗(yàn)中測試薄膜厚度的儀器,，并利用白光干涉原理對位移量進(jìn)行了標(biāo)定。 白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對不同材料的薄膜進(jìn)行聯(lián)合測量和分析,。白光干涉膜厚儀推薦廠家

常用的白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理是：入射的白光光束通過半反半透鏡進(jìn)入到顯微干涉物鏡,，被分光鏡分成兩部分,，一部分入射到固定的參考鏡,，另一部分入射到樣品表面,，當(dāng)參考鏡表面和樣品表面的反射光再次匯聚后,，發(fā)生干涉,，干涉光通過透鏡后,，利用電荷耦合器(CCD)探測雙白光光束的干涉圖像。通過Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描,，獲得一系列干涉圖像,。根據(jù)干涉圖像序列中對應(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)隨光程差變化曲線，可得該點(diǎn)的Z向相對位移,；然后,，通過CCD圖像中每個像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對應(yīng)的Z向位置，可測量被測樣品表面的三維形貌,。該系統(tǒng)具有高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn),，廣泛應(yīng)用于微觀表面形貌測量和薄膜厚度測量等領(lǐng)域。薄膜干涉膜厚儀供應(yīng)鏈光路長度越長,，分辨率越高,，但同時也更容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響。

本文溫所研究的鍺膜厚度約300nm,，導(dǎo)致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰,，此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案（如峰峰值法等）將不再適用。為此,，我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,，并設(shè)計(jì)搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關(guān)系,。利用該測量方案,，我們測得實(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm，實(shí)驗(yàn)誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移,。通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,，實(shí)現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。本文主要的創(chuàng)新點(diǎn)是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案,，并將其應(yīng)用于極短光程差的測量,。

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向，此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變成為對不同波長光譜的測量,。通過分析被測物體的光譜特性，就能夠得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息,。相比于白光掃描干涉術(shù),，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測量效率,，而且也減小了環(huán)境對它的影響,。此項(xiàng)技術(shù)能夠測量距離、位移,、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度,。白光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物體,，反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,，由色散元件分光至探測器，記錄頻域上的干涉信號,。此光譜信號包含了被測表面的信息,，如果此時被測物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當(dāng)中,。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結(jié)合起來,，形成了一種精度高而且速度快的測量方法。增加光路長度可以提高儀器分辨率,，但同時也會更容易受到振動等干擾,，需要采取降噪措施。

本章介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯(lián)用的靶丸殼層折射率測量方法,。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度,，利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線通過靶丸殼層后的光程增量，結(jié)合起來即可得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù),。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面,，為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點(diǎn)判讀可能存在干涉級次誤差的問題,，提出了利用MATLAB曲線擬合確定極值點(diǎn)波長以及根據(jù)干涉級次連續(xù)性進(jìn)行干涉級次判斷的數(shù)據(jù)處理方法。通過應(yīng)用碳?xì)?CH)薄膜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，證明該方法具有較高的測量精度和可靠性,。白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理，例如建立數(shù)據(jù)庫,、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等,。薄膜膜厚儀的精度

通過測量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度，利用膜層與底材的反射率和相位差來實(shí)現(xiàn)測量,。白光干涉膜厚儀推薦廠家

白光干涉測量技術(shù),，也被稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù)，使用的是低相干的寬譜光源,，例如發(fā)光二極管,、超輻射發(fā)光二極管等。同所有的光學(xué)干涉原理一樣,，白光干涉同樣是通過觀察干涉圖樣的變化來分析干涉光程差的變化,，進(jìn)而通過各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是由于白光光源的相干長度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g）,，所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值，即中心條紋,，與零光程差的位置對應(yīng),。中心零級干涉條紋的存在使測量有了一個可靠的位置的參考值，從而只用一個干涉儀即可實(shí)現(xiàn)對被測物理量的測量,，克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實(shí)現(xiàn)測量的缺點(diǎn),。同時，相比于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有對環(huán)境不敏感,、抗干擾能力強(qiáng),、測量的動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn),。目前,，經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，白光干涉技術(shù)在膜厚,、壓力,、應(yīng)變、溫度,、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,。白光干涉膜厚儀推薦廠家