在對目前常用的白光干涉測量方案進(jìn)行比較研究后發(fā)現(xiàn),，當(dāng)兩個干涉光束的光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個峰時,，基于相鄰干涉峰間距的解調(diào)方案不再適用,。因此,，我們提出了一種基于干涉光譜單峰值波長移動的測量方案,，適用于極小光程差,。這種方案利用干涉光譜的峰值波長會隨光程差變化而周期性地出現(xiàn)紅移和藍(lán)移,，當(dāng)光程差在較小范圍內(nèi)變化時,，峰值波長的移動與光程差成正比。我們在光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)上驗證了這一測量方案,，并成功測量出光纖端面半導(dǎo)體鍺薄膜的厚度,。實驗表明，鍺膜厚度為一定值,，與臺階儀測量結(jié)果存在差異是由于薄膜表面本身并不光滑,，臺階儀的測量結(jié)果只能作為參考值,。誤差主要來自光源的波長漂移和溫度誤差。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,，其性能和功能會得到提高和擴展,。測量膜厚儀的精度

用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時，被測光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率,。我們只需要獲取相鄰的兩個干涉峰值處的波長信息,，即可確定光程差，不必關(guān)心此波長處的光強大小,，從而降低了數(shù)據(jù)處理難度,。此外，也可以利用多組相鄰干涉光譜極值對應(yīng)的波長分別求出光程差,，然后再求平均值作為測量結(jié)果,，以提高該方法的測量精度。但是,，峰峰值法存在著一些缺點：當(dāng)使用寬帶光源時,，不可避免地會有與光源同分布的背景光疊加在接收光譜中，從而引起峰值處波長的改變,，從而引入測量誤差,。同時，當(dāng)兩干涉信號之間的光程差很小,，導(dǎo)致其干涉光譜只有一個干涉峰時,，此法便不再適用。測量膜厚儀標(biāo)價操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗,，需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實踐,。

干涉測量法是一種基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學(xué)方法，是一種高精度的測量技術(shù),，其采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單,、成本低廉、穩(wěn)定性高,、抗干擾能力強,、使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)干涉測量任務(wù),，都是通過分析薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律,，來研究待測物理量引入的光程差或位相差的變化，從而實現(xiàn)測量目的,。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級,，利用外差干涉進(jìn)行測量，其精度甚至可以達(dá)到10^-3 nm量級。根據(jù)所使用的光源不同,，干涉測量方法可分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類,。激光干涉測量的分辨率更高，但不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量,，只能測量輸出信號的變化量或連續(xù)信號的變化,，即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量,，是一種測量方式,，在薄膜厚度測量中得到了廣泛的應(yīng)用。

在激光慣性約束核聚變實驗中 ,，靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實驗過程的基礎(chǔ),，因此如何對靶丸多個參數(shù)進(jìn)行同步、高精度,、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實驗中的關(guān)鍵問題,。以上各種薄膜厚度及折射率的測量方法各有利弊，但針對本文實驗,，仍然無法滿足激光核聚變技術(shù)對靶丸參數(shù)測量的高要求,，靶丸參數(shù)測量存在以下問題：不能對靶丸進(jìn)行破壞性切割測量，否則,，被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實驗,；需要同時測得靶丸的多個參數(shù)，不同參數(shù)的單獨測量,，無法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象和規(guī)律,，并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測量標(biāo)準(zhǔn),。靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),，曲面應(yīng)力大、難展平的特點導(dǎo)致靶丸與基底不能完全貼合,，在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結(jié)構(gòu)白光干涉膜厚測量技術(shù)可以在不同環(huán)境下進(jìn)行測量,；

對同一靶丸相同位置進(jìn)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(dá)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(yuǎn)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。光路長度越長,，儀器分辨率越高,，但也越容易受到干擾因素的影響，需要采取降噪措施,。國內(nèi)膜厚儀貨真價實

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,，白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進(jìn)一步提高；測量膜厚儀的精度

論文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,。論文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,。論文主要的創(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。測量膜厚儀的精度