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,、速度快的測(cè)量方法。精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu),。原裝膜厚儀招商加盟

白光干涉在零光程差處,，出現(xiàn)零級(jí)干涉條紋，隨著光程差的增加,，光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移,，疊加的整體效果使條紋對(duì)比度下降,。測(cè)量精度高，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量,采用白光干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng),，動(dòng)態(tài)范圍大,，具有快速檢測(cè)和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別,，但也有許多相似之處,。可以說(shuō),，白光干涉實(shí)際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時(shí)域上的相干疊加,，在頻域上觀察到的就是不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的干涉光強(qiáng)變化曲線。高速膜厚儀產(chǎn)品使用誤區(qū)白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的快速測(cè)量和分析,。

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,。

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,。操作之前需要專 業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)和實(shí)踐。

對(duì)同一靶丸的相同位置進(jìn)行白光垂直掃描干涉實(shí)驗(yàn)，如圖4-3所示,。通過(guò)控制光學(xué)輪廓儀的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)干涉物鏡在垂直方向上移動(dòng),，測(cè)量光線穿過(guò)靶丸后反射到參考鏡與到達(dá)基底后直接反射回參考鏡的光線之間的光程差。顯然,，越偏離靶丸中心的光線測(cè)得的有效壁厚越大,，其光程差也越大，但這并不表示靶丸殼層的厚度,。只有當(dāng)垂直穿過(guò)靶丸中心的光線測(cè)得的光程差才對(duì)應(yīng)于靶丸的上,、下殼層的厚度。因此,，在進(jìn)行白光垂直掃描干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),，需要選擇穿過(guò)靶丸中心的光線位置進(jìn)行測(cè)量，這樣才能準(zhǔn)確地測(cè)量靶丸殼層的厚度,。此外,，通過(guò)控制干涉物鏡在垂直方向上移動(dòng)，可以測(cè)量出不同位置的厚度值,，從而得到靶丸殼層厚度的空間分布情況,。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用至關(guān)重要,。原裝膜厚儀招商加盟

白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的在線檢測(cè)和控制,；原裝膜厚儀招商加盟

本文主要研究了如何采用白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法來(lái)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度的準(zhǔn)確測(cè)量,，研究對(duì)象為半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料,。由于不同材料薄膜的特性差異，所適用的測(cè)量方法也會(huì)有所不同,。對(duì)于折射率高,，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導(dǎo)體鍺膜，采用白光干涉的測(cè)量方法,；而對(duì)于厚度更薄的金膜,，由于其折射率為復(fù)數(shù)，且具有表面等離子體效應(yīng),，所以采用基于表面等離子體共振的測(cè)量方法會(huì)更合適,。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度，本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)手段來(lái)檢測(cè)P光與S光之間的相位差,，以提高厚度測(cè)量的精度。原裝膜厚儀招商加盟