在白光反射光譜探測模塊中，入射光經(jīng)過分光鏡1分光后 ,，一部分光通過物鏡聚焦到靶丸表面 ,，靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)過物鏡,、分光鏡1,、聚焦透鏡、分光鏡2后，一部分光聚焦到光纖端面并到達光譜儀探測器,，可實現(xiàn)靶丸殼層白光干涉光譜的測量,，一部分光到達CCD探測器，可獲得靶丸表面的光學(xué)圖像,。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運動模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉(zhuǎn)位以及靶丸位置的輔助調(diào)整,，測量過程中，將靶丸放置于軸系吸嘴前端,，通過微型真空泵負壓吸附于吸嘴上,；然后，移動位移平臺,，將靶丸移動至CCD視場中心,，通過Z向位移臺，使靶丸表面成像清晰,；利用光譜儀探測靶丸殼層的白光反射光譜,；靶丸在軸系的帶動下，平穩(wěn)轉(zhuǎn)位到特定角度,，由于軸系的回轉(zhuǎn)誤差,，轉(zhuǎn)位后靶丸可能偏移CCD視場中心，此時可通過調(diào)整軸系前端的調(diào)心結(jié)構(gòu),，使靶丸定點位于視場中心并采集其白光反射光譜,；重復(fù)以上步驟，可實現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測量,。為減少外界干擾和震動而引起的測量誤差,，該裝置放置于氣浮平臺上，通過高性能的隔振效果可保證測量結(jié)果的穩(wěn)定性,。白光干涉膜厚儀是一種可用于測量薄膜厚度的儀器,，適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量。國產(chǎn)膜厚儀

開展白光干涉理論分析 ,，在此基礎(chǔ)詳細介紹了白光垂直掃描干涉技術(shù)和白光反射光譜技術(shù)的基本原理,，完成了應(yīng)用于靶丸殼層折射率和厚度分布測量實驗裝置的設(shè)計及搭建。該實驗裝置主要由白光反射光譜探測模塊,、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊,、三維運動模塊、氣浮隔震平臺等幾部分組成,，可實現(xiàn)靶丸的負壓吸附,、靶丸位置的精密調(diào)整以及靶丸360°范圍的旋轉(zhuǎn)及特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量?；诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理,建立了二者聯(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，二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù),。光干涉膜厚儀制作廠家這種膜厚儀可以測量大氣壓下，1nm到1mm范圍內(nèi)的薄膜厚度,。

根據(jù)以上分析可知 ,，白光干涉時域解調(diào)方案的優(yōu)點是：①能夠?qū)崿F(xiàn)測量；②抗干擾能力強,，系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動,，光源的波長漂移以及外界環(huán)境對光纖的擾動等因素?zé)o關(guān)；③測量精度與零級干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān),；④結(jié)構(gòu)簡單,，成本較低。但是,，時域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動干涉儀一端的反射鏡來進行相位補償,，所以掃描裝置的分辨率將影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測量分辨率一般是幾個微米,，達到亞微米的分辨率,，主要受機械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性限制。文獻[46]所報道的位移掃描的分辨率可以達到0.54μm,。當所測光程差較小時,，F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近，難以區(qū)分,，此時時域解調(diào)方案的應(yīng)用受到限制,。

白光掃描干涉法采用白光為光源 ，壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進行掃描 ,，干涉條紋掃過被測面,，通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示,。而對于薄膜的測量,，上下表面形貌、粗糙度,、厚度等信息能通過一次測量得到,，但是由于薄膜上下表面的反射，會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式,，變得更復(fù)雜,。另外，由于白光掃描法需要掃描過程,，因此測量時間較長而且易受外界干擾,。基于圖像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法，實現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離,，實現(xiàn)了薄膜厚度的測量,。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,。

確定靶丸折射率及厚度的算法 ，由于干涉光譜信號與膜的光參量直接相關(guān),，這里主要考慮光譜分析的方法根據(jù)測量膜的反射或透射光譜進行分析計算,，可獲得膜的厚度、折射率等參數(shù),。根據(jù)光譜信號分析計算膜折射率及厚度的方法主要有極值法和包絡(luò)法,、全光譜擬合法。極值法測量膜厚度主要是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計算,，對于弱色散介質(zhì),，折射率為恒定值，根據(jù)兩個或兩個以上的極大值點的位置,，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,。薄膜厚度是一恒定不變值，可根據(jù)極大值點位置的光學(xué)厚度關(guān)系式獲得入射波長和折射率的對應(yīng)關(guān)系,，再依據(jù)薄膜材質(zhì)的色散特性,，引入合適的色散模型，常用的色散模型有cauchy模型,、Selimeier模型,、Lorenz模型等，利用折射率與入射波長的關(guān)系式,，通過二乘法擬合得到色散模型的系數(shù),，即可解得任意入射波長下的折射率。操作需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗,，需要進行充分的培訓(xùn)和實踐,。高精度膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)

白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量。國產(chǎn)膜厚儀

白光干涉在零光程差處 ,，出現(xiàn)零級干涉條紋,，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比度下降,。測量精度高,，可以實現(xiàn)測量,采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)的抗干擾能力強，動態(tài)范圍大,，具有快速檢測和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別，但也有很多的共同之處,?？梢哉f，白光干涉實際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,，在頻域上觀察到的就是不同波長對應(yīng)的干涉光強變化曲線。國產(chǎn)膜厚儀