對同一靶丸相同位置進行白光垂直掃描干涉,，建立靶丸的垂直掃描干涉裝置,，通過控制光學(xué)輪廓儀的運動機構(gòu)帶動干涉物鏡在垂直方向上的移動，從而測量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差,，顯然,，當(dāng)一束平行光穿過靶丸后，偏離靶丸中心越遠的光線,，測量到的有效壁厚越大,，其光程差也越大，但這并不表示靶丸殼層的厚度,，存在誤差,，穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應(yīng)靶丸的上、下殼層的厚度,。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的厚度,、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進行測量,。薄膜膜厚儀企業(yè)
可以使用光譜分析方法來確定靶丸折射率和厚度,。極值法和包絡(luò)法、全光譜擬合法是通過分析膜的反射或透射光譜曲線來計算膜厚度和折射率的方法,。極值法測量膜厚度是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計算的,。對于弱色散介質(zhì)，折射率為恒定值,，通過極大值點的位置可求得膜的光學(xué)厚度,，若已知膜折射率即可求解膜的厚度；對于強色散介質(zhì),，首先利用極值點求出膜厚度的初始值,，然后利用色散模型計算折射率與入射波長的對應(yīng)關(guān)系，通過擬合得到色散模型的系數(shù),，即可解出任意入射波長下的折射率,。常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型,、Lorenz模型等,。國內(nèi)膜厚儀供應(yīng)標(biāo)準樣品的選擇和使用對于保持儀器準確度至關(guān)重要,。
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)計搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實驗結(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，我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,，實驗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，實現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量,。本文主要的創(chuàng)新點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。
白光干涉的相干原理早在1975年就被提出,，并在1976年實現(xiàn)了在光纖通信領(lǐng)域中的應(yīng)用,。1983年，Brian Culshaw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)。這項研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以用于測量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量,。此后的幾年中,，白光干涉技術(shù)應(yīng)用于溫度、壓力等的研究也相繼被報道,。自上世紀90年代以來,，白光干涉技術(shù)得到了快速發(fā)展，提供了更多實現(xiàn)測量的解決方案,。近年來,，由于傳感器設(shè)計和研制的進步，信號處理的新方案提出,，以及傳感器的多路復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展,，使白光干涉測量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。操作需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗,，需要進行充分的培訓(xùn)和實踐,。
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來，人們開始在理論和實驗上進行探討和研究,。結(jié)果表明,，動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,，可應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,，可應(yīng)用于當(dāng)兩光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個干涉峰的信號解調(diào),，實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,，當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度時,，仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因為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度都是無限的,。當(dāng)使用光譜儀接收干涉光譜時，由于光譜儀光柵的分光作用,，寬光譜的白光變成了窄帶光譜,，導(dǎo)致相干長度發(fā)生變化。白光干涉膜厚儀是用于測量薄膜厚度的一種儀器,，可用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量,。薄膜膜厚儀企業(yè)
它可以用不同的軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析，比如建立數(shù)據(jù)庫,、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等,。薄膜膜厚儀企業(yè)
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)過分光棱鏡,，被分成兩束光,，這兩束光分別入射到參考鏡和被測物體，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,。薄膜膜厚儀企業(yè)