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)通過使用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ煌ㄩL光譜的測量，分析被測物體的光譜特性，得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術(shù)相比，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測量效率，并減小了環(huán)境對其影響。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等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論，采用白光作為寬波段光源，經(jīng)過分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測物體入射，反射后再次匯聚合成，并由色散元件分光至探測器，記錄頻域干涉信號。這個光譜信號包含了被測表面信息，如果此時(shí)被測物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在光譜信號當(dāng)中。...

通過基于表面等離子體共振傳感的測量方案，結(jié)合共振曲線的三個特征參數(shù)，即共振角、半高寬和反射率小值，反演計(jì)算可以精確地得到待測金屬薄膜的厚度和介電常數(shù)。該方案操作簡單，利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)即可得到共振曲線，從而得到金膜的厚度。由于該方案為一種強(qiáng)度測量方案，受環(huán)境影響較大，測量結(jié)果存在多值性問題，因此研究人員進(jìn)一步對偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析，從P光和S光之間相位差的變化來實(shí)現(xiàn)厚度測量。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實(shí)現(xiàn)這一目的。膜厚儀標(biāo)價(jià)白光干涉測量技術(shù)，也稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù)，使用的是低相干的寬譜光源，如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光...

干涉測量法是基于光的干涉原理實(shí)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)。采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對于大多數(shù)的干涉測量任務(wù)，都是通過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，來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化，從而達(dá)到測量目的。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，而利用外差干涉進(jìn)行測量，其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級。根據(jù)所使用光源的不同，干涉測量方法又可以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，但是不能實(shí)現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量，只能測量輸出信...

針對靶丸自身獨(dú)特的特點(diǎn)及極端實(shí)驗(yàn)條件需求，使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復(fù)雜。如何精確地測定靶丸的光學(xué)參數(shù)，一直是激光聚變研究者非常關(guān)注的課題。由于光學(xué)測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)越性，靶丸參數(shù)測量通常采用光學(xué)測量方式。常用的光學(xué)參數(shù)測量手段很多，目前，常用于測量靶丸幾何參數(shù)或光學(xué)參數(shù)的測量方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動共焦法等。靶丸殼層折射率是沖擊波分時(shí)調(diào)控實(shí)驗(yàn)研究中的重要參數(shù)，因此，精密測量靶丸殼層折射率十分有意義。而常用的折射率測量方法，如橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域，為研究和開發(fā)提供了有...

膜厚儀是一種用于測量薄膜厚度的儀器，它的測量原理主要是通過光學(xué)或物理方法來實(shí)現(xiàn)的。在導(dǎo)電薄膜中，膜厚儀具有廣泛的應(yīng)用，可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測薄膜的厚度變化，從而保證薄膜的質(zhì)量和性能。膜厚儀的測量原理主要有兩種：一種是光學(xué)方法，通過測量薄膜對光的反射、透射或干涉來確定薄膜的厚度；另一種是物理方法，通過測量薄膜對射線或粒子的散射或吸收來確定薄膜的厚度。這兩種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)具體的應(yīng)用場景來選擇合適的測量原理。在導(dǎo)電薄膜中，膜厚儀可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測薄膜的厚度變化。導(dǎo)電薄膜通常用于各種電子器件中，如晶體管、太陽能電池等。薄膜的厚度對器件的性能有著重要的影響，因此需要對薄膜的厚度進(jìn)行精確的控制和監(jiān)...

利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度，但還存在很多不足，包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動，要求在測量波段內(nèi)存在多個干涉極值點(diǎn)，且干涉極值點(diǎn)足夠多，精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的，在沒有正確方法建立包絡(luò)線時(shí)，通常使用拋物線插值法建立，這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對測量對象要求高，如果薄膜較薄或厚度不足情況下，會造成干涉條紋減少，干涉波峰個數(shù)較少，要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難，且利用拋物線插值法擬合也很困難，從而降低該方法的準(zhǔn)確度。其次，薄膜吸收的強(qiáng)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度，對于吸收較強(qiáng)的薄膜，隨干涉條紋減少，極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線，該方法就不再適用。因此，包絡(luò)法...

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(yùn)動機(jī)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。這種膜厚儀可以測量大氣壓下，1 nm到1mm范圍內(nèi)的薄膜厚度。小型膜厚儀大概價(jià)格多少使用了迭代算法的光譜擬合法，其優(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...

白光掃描干涉法利用白光作為光源，通過壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進(jìn)行掃描，將干涉條紋掃過被測面，并通過感知相干峰位置來獲取表面形貌信息。測量原理如圖1-5所示。然而，在對薄膜進(jìn)行測量時(shí)，其上下表面的反射會導(dǎo)致提取出的白光干涉信號呈現(xiàn)雙峰形式，變得更為復(fù)雜。此外，由于白光掃描干涉法需要進(jìn)行掃描過程，因此測量時(shí)間較長，且易受外界干擾?；趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法能夠自動分離雙峰干涉信號，從而實(shí)現(xiàn)對薄膜厚度的測量。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。納米級膜厚儀出廠價(jià)莫侯伊膜厚儀在半導(dǎo)體行業(yè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值膜厚儀的測量原理主要基于光學(xué)干涉原理。當(dāng)光波穿過薄膜時(shí)，會發(fā)生干涉現(xiàn)象...

該文主要研究了以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，實(shí)現(xiàn)納米級薄膜厚度準(zhǔn)確測量的可行性，主要涉及三種方法，分別是白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。對于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導(dǎo)體鍺膜，選擇采用白光干涉的測量方法；而對于厚度更薄的金膜，其折射率為復(fù)數(shù)，且能夠激發(fā)表面等離子體效應(yīng)，因此采用基于表面等離子體共振的測量方法。為了進(jìn)一步提高測量精度，論文還研究了外差干涉測量法，通過引入高精度的相位解調(diào)手段并檢測P光和S光之間的相位差來提高厚度測量的精度。該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)，操作前需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)...

傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中的一種低精度信號解調(diào)方法，起初由G.F.Fernando和T.Liu等人提出，用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào)。該解調(diào)方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差，并得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)勢是解調(diào)速度快，受干擾信號影響較小，但精度不高。根據(jù)數(shù)字信號處理FFT理論，若輸入光源波長范圍為[λ1,λ2]，則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2-λ1)，因此該方法主要應(yīng)用于解調(diào)精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進(jìn)。該方法總結(jié)起來是對采集到的光譜信號進(jìn)行傅里葉變換，然后濾波、提取主頻信號，接著進(jìn)行逆傅...

白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化，從而得到被測物體的信息。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測表面的反射光發(fā)生干涉，再使用相移的方法調(diào)制相位，利用干涉場中光強(qiáng)的變化計(jì)算出其每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始相位，但是這樣得到的相位是位于（-π，+π]間，所以得到的是不連續(xù)的相位。因此，需要進(jìn)行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位。再利用高度與相位的信息求出被測物體的表面形貌。單色光相移法具有測量速度快、測量分辨力高、對背景光強(qiáng)不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于單色光干涉無法確定干涉條紋的零級位置。因此，在相位解包裹中無法得到相位差的周期數(shù)，所以只能假定相位差不超過一個周期，...

白光干涉膜厚儀基于薄膜對白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，通過測量干涉條紋的位置和間距來計(jì)算出薄膜的厚度。這種儀器在光學(xué)薄膜、半導(dǎo)體、涂層和其他薄膜材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)白光照射到薄膜表面時(shí)，部分光線會被薄膜反射，而另一部分光線會穿透薄膜并在薄膜內(nèi)部發(fā)生多次反射和折射。這些反射和折射的光線會與原始入射光線產(chǎn)生干涉，形成干涉條紋。通過測量干涉條紋的位置和間距，可以推導(dǎo)出薄膜的厚度信息。白光干涉膜厚儀在光學(xué)薄膜領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。光學(xué)薄膜是一種具有特殊光學(xué)性質(zhì)的薄膜材料，廣泛應(yīng)用于激光器、光學(xué)鏡片、光學(xué)濾波器等光學(xué)元件中。通過白光干涉膜厚儀可以實(shí)現(xiàn)對光學(xué)薄膜厚度的精確測量，保證光...

由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對系統(tǒng)的測量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測量方法各有優(yōu)劣，難以一概而論。，按照薄膜厚度的增加，適用的測量方式分別為分光光度法、橢圓偏振法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜，由于透過率曲線缺少峰谷值，橢圓偏振法結(jié)果更加可靠?；诎坠飧缮嬖淼墓鈱W(xué)薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜，通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣，得到待測薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上，分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光...

白光光譜法具有測量范圍大、連續(xù)測量時(shí)波動范圍小的優(yōu)點(diǎn)，可以解決干涉級次模糊識別的問題。但在實(shí)際測量中，由于誤差、儀器誤差和擬合誤差等因素的影響，干涉級次的測量精度仍然受到限制，會出現(xiàn)干擾級次的誤判和干擾級次的跳變現(xiàn)象。這可能導(dǎo)致計(jì)算得出的干擾級次m值與實(shí)際譜峰干涉級次m'（整數(shù)）之間存在誤差。因此，本文設(shè)計(jì)了以下校正流程圖，基于干涉級次的連續(xù)特性得到了靶丸殼層光學(xué)厚度的準(zhǔn)確值。同時(shí)，給出了白光干涉光譜測量曲線。廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域，為研究和開發(fā)提供了有力的手段。品牌膜厚儀定做干涉法測量可表述為：白光干涉光譜法主要利用光的干涉原理和光譜分光原理，利用光在不同波長處的干涉光強(qiáng)進(jìn)...

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(shí)，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。 膜厚儀的干涉測量能力較高，可以提供精確和可信的膜層厚度測量結(jié)果。光干涉膜厚儀檢測在初始相位為零的情況下，當(dāng)被測光與參考光之間的光...

由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對測量量程和精度的需求不相同，因此多種測量方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，難以籠統(tǒng)評估。測量特點(diǎn)總結(jié)如表1-1所示，針對薄膜厚度不同，適用的測量方法分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較為適用；而對于小于200nm的薄膜，橢圓偏振法結(jié)果更可靠，因?yàn)橥高^率曲線缺少峰谷值。光學(xué)薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或半透明薄膜。通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣，可以得到待測薄膜厚度。本章詳細(xì)研究了白光干涉測量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性，并得出了基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用...

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(shí)被測物體是薄膜，則薄...

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(shí)驗(yàn)上進(jìn)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(shí)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(shí)，仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因?yàn)榘坠夤庠吹墓庾V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(shí)，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。操作需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗(yàn)，需...

光學(xué)測厚方法結(jié)合了光學(xué)、機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，以光波長為測量基準(zhǔn)，從原理上保證了納米級的測量精度。由于光學(xué)測厚是非接觸式的測量方法，因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。針對薄膜厚度的光學(xué)測量方法，可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光學(xué)原理分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。因此，有一些研究采用了多通道式復(fù)合測量法，結(jié)合多種測量方法，例如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法，彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等?？偟膩碚f，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。膜厚儀白光干涉頻域解調(diào)是利用頻域分...

2e(n22一n12sin2i)1/2＋δ’=kλ，k=1,2,3,4,5...(1) 2e(n22一n12sin2i)1/2＋δ’=（2k＋1）λ/2，k=0，1,2,3,4，...（2） 當(dāng)膜的厚度e與波長A不可比擬時(shí)，有下列情況出現(xiàn)：(1)膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長^時(shí)，由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度．因而不能相遇，故不能發(fā)生干涉…，沒有明紋或暗紋出現(xiàn)．(2)膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長^時(shí)，相干條件(1)，(2)式中e一0，2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響，而膜厚e和入射角i實(shí)際上對光程差已沒有貢獻(xiàn)．若半波損失∥存在，就發(fā)生相消干涉，反之，就發(fā)生相長...

光具有相互疊加的特性，發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動加強(qiáng)，而在另一些地方振動減弱，并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。干涉測量需要滿足三個相干條件：頻率一致、振動方向一致、相位差穩(wěn)定一致。與激光光源相比，白光光源的相干長度較短，通常在幾微米到幾十微米內(nèi)。白光干涉的條紋有一個固定的位置，對應(yīng)于光程差為零的平衡位置，并在該位置白光輸出光強(qiáng)度具有最大值。通過探測光強(qiáng)最大值，可以實(shí)現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測量和薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)。測量膜厚儀性價(jià)比高薄膜材料...

薄膜材料的厚度在納米級薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中，是制備和設(shè)計(jì)中一個重要的參量，也是決定薄膜性質(zhì)和性能的關(guān)鍵參量之一。然而，由于其極小尺寸及表面效應(yīng)的影響，納米級薄膜的厚度準(zhǔn)確測量變得困難?？蒲屑夹g(shù)人員通過不斷的探索研究，提出了新的薄膜厚度測量理論和技術(shù)，并將測量方法從手動到自動、有損到無損等不斷改進(jìn)。對于不同性質(zhì)的薄膜，其適用的厚度測量方案也不相同。在納米級薄膜中，采用光學(xué)原理的測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精度高、速度快、無損測量等優(yōu)點(diǎn)，成為主要的檢測手段。典型的測量方法包括橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。高速膜厚儀行情...

折射率分別為1．45和1．62的2塊玻璃板，使其一端相接觸，形成67的尖劈．將波長為550nm的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋，試求條紋間距。 我們可以分2種可能的情況來討論： 一般玻璃的厚度可估計(jì)為1mm的量級，這個量級相對于光的波長550nm而言，應(yīng)該算是膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長^的厚玻璃了，所以光線通過上玻璃板時(shí)應(yīng)該無干涉現(xiàn)象，同理光線通過下玻璃板時(shí)也無干涉現(xiàn)象．空氣膜厚度因劈角很小而很薄，與波長可比擬，所以光線通過空氣膜應(yīng)該有干涉現(xiàn)象，在空氣膜的下表面處有一半波損失，故光程差應(yīng)該為2n2e+λ/2． (2)假設(shè)玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬，當(dāng)單...

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(shí)，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...

在納米級薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中，薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計(jì)和制備過程中重要的參量之一，具有決定薄膜性質(zhì)和性能的基本作用。然而，由于其極小尺寸及突出的表面效應(yīng)，使得對納米級薄膜的厚度準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究，新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn)，測量方法從手動到自動、有損到無損不斷得到實(shí)現(xiàn)。對于不同性質(zhì)薄膜，其適用的厚度測量方案也不相同。針對納米級薄膜，應(yīng)用光學(xué)原理的測量技術(shù)。相比其他方法，光學(xué)測量方法具有精度高、速度快、無損測量等優(yōu)勢，成為主要檢測手段。其中代表性的測量方法有橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。蘇州膜...

基于白光干涉光譜單峰值波長移動的鍺膜厚度測量方案研究：在對比研究目前常用的白光干涉測量方案的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩干涉光束的光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個干涉峰時(shí)，常用的基于兩相鄰干涉峰間距的解調(diào)方案不再適用。為此，我們提出了適用于極小光程差并基于干涉光譜單峰值波長移動的測量方案。干涉光譜的峰值波長會隨著光程差的增大出現(xiàn)周期性的紅移和藍(lán)移，當(dāng)光程差在較小范圍內(nèi)變化時(shí)，峰值波長的移動與光程差成正比。根據(jù)這一原理，搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)對這一測量解調(diào)方案進(jìn)行驗(yàn)證，得到了光纖端面半導(dǎo)體鍺薄膜的厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鍺膜的厚度為，與臺階儀測量結(jié)果存在，這是因?yàn)楸∧け砻姹旧聿⒉还饣_階儀的測量...

極值法求解過程計(jì)算簡單，速度快，同時(shí)能確定薄膜的多個光學(xué)常數(shù)并解決多值性問題，測試范圍廣，但沒有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素，因此精度不夠高。此外，由于受曲線擬合精度的限制，該方法對膜厚的測量范圍有要求，通常用于測量薄膜厚度大于200納米且小于10微米的情況，以確保光譜信號中的干涉波峰數(shù)適當(dāng)。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識來設(shè)置每個擬合參數(shù)上限、下限，并為該區(qū)域的薄膜生成一組或多組光學(xué)參數(shù)及厚度的初始值，引入適合的色散模型，再通過麥克斯韋方程組的推導(dǎo)得到結(jié)果。該方法能判斷預(yù)設(shè)的初始值是否為要測量的薄膜參數(shù)，建立評價(jià)函數(shù)來計(jì)算透過率/反射率與實(shí)際值之間的偏差。只有當(dāng)計(jì)算出的透過率/反射率...

干涉測量法是基于光的干涉原理實(shí)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)。采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對于大多數(shù)的干涉測量任務(wù)，都是通過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，來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化，從而達(dá)到測量目的。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，而利用外差干涉進(jìn)行測量，其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級。根據(jù)所使用光源的不同，干涉測量方法又可以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，但是不能實(shí)現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量，只能測量輸出信...

干涉法測量可表述為：白光干涉光譜法主要利用光的干涉原理和光譜分光原理，利用光在不同波長處的干涉光強(qiáng)進(jìn)行求解。光源出射的光經(jīng)分光棱鏡分成兩束，其中一束入射到參考鏡，另一束入射到測量樣品表面，兩束光均發(fā)生反射并入射到分光棱鏡，此時(shí)這兩束光會發(fā)生干涉。干涉光經(jīng)光譜儀采集得到白光光譜干涉信號，經(jīng)由計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)、顯示結(jié)果變化，之后讀出厚度值或變化量。如何建立一套基于白光干涉法的晶圓膜厚測量裝置，對于晶圓膜厚測量具有重要意義，設(shè)備價(jià)格、空間大小、操作難易程度都是其影響因素。精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。膜厚儀標(biāo)價(jià)Michelson干涉物鏡，準(zhǔn)直透鏡將白光縮束準(zhǔn)直后垂直照射...

該文主要研究了以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，實(shí)現(xiàn)納米級薄膜厚度準(zhǔn)確測量的可行性，主要涉及三種方法，分別是白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。對于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導(dǎo)體鍺膜，選擇采用白光干涉的測量方法；而對于厚度更薄的金膜，其折射率為復(fù)數(shù)，且能夠激發(fā)表面等離子體效應(yīng)，因此采用基于表面等離子體共振的測量方法。為了進(jìn)一步提高測量精度，論文還研究了外差干涉測量法，通過引入高精度的相位解調(diào)手段并檢測P光和S光之間的相位差來提高厚度測量的精度。白光干涉膜厚儀的應(yīng)用非常廣，特別是在半導(dǎo)體、光學(xué)、電子和化學(xué)等領(lǐng)域...