在激光慣性約束聚變（ICF）物理實(shí)驗(yàn)中，靶丸殼層折射率、厚度以及其分布參數(shù)是非常關(guān)鍵的參數(shù)。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶丸殼層折射率、厚度及其分布的精密測(cè)量對(duì)精密ICF物理實(shí)驗(yàn)研究非常重要。由于靶丸尺寸微小、結(jié)構(gòu)特殊、測(cè)量精度要求高，因此如何實(shí)現(xiàn)對(duì)靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測(cè)量是靶參數(shù)測(cè)量技術(shù)研究中的重要內(nèi)容。本文針對(duì)這一需求，開展了基于白光干涉技術(shù)的靶丸殼層折射率及厚度分布測(cè)量技術(shù)研究。精確測(cè)量靶丸殼層折射率、厚度及其分布是激光慣性約束聚變中至關(guān)重要的，對(duì)于ICF物理實(shí)驗(yàn)的研究至關(guān)重要。由于靶丸特殊的結(jié)構(gòu)和微小的尺寸，以及測(cè)量的高精度要求，如何實(shí)現(xiàn)靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測(cè)量是靶參數(shù)測(cè)量技術(shù)研究中的重要目標(biāo)。本文就此需求開展了基于白光干涉技術(shù)的靶丸殼層折射率及厚度分布測(cè)量技術(shù)的研究。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)量。小型膜厚儀常用解決方案
干涉法測(cè)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(zhǎng)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(cè)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(huì)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(hào)，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(cè)量裝置，對(duì)于晶圓膜厚測(cè)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。小型膜厚儀廠家供應(yīng)工作原理是基于膜層與底材反射率及相位差，通過測(cè)量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度。
該文主要研究了以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測(cè)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(cè)量方法也不同。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，選擇采用白光干涉的測(cè)量方法；而對(duì)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(cè)量方法。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度，論文還研究了外差干涉測(cè)量法，通過引入高精度的相位解調(diào)手段并檢測(cè)P光和S光之間的相位差來提高厚度測(cè)量的精度。
白光掃描干涉法利用白光作為光源，通過壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考鏡進(jìn)行掃描，將干涉條紋掃過被測(cè)面，并通過感知相干峰位置來獲取表面形貌信息。測(cè)量原理如圖1-5所示。然而，在對(duì)薄膜進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其上下表面的反射會(huì)導(dǎo)致提取出的白光干涉信號(hào)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(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，且易受外界干擾?；趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測(cè)試方法能夠自動(dòng)分離雙峰干涉信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度的測(cè)量。白光干涉膜厚儀是一種用來測(cè)量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。
。白光干涉膜厚儀基于薄膜對(duì)白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，通過測(cè)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。白光干涉膜厚儀的原理是基于薄膜對(duì)白光的干涉現(xiàn)象。當(dāng)白光照射到薄膜表面時(shí)，部分光線會(huì)被薄膜反射，而另一部分光線會(huì)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(huì)與原始入射光線產(chǎn)生干涉，形成干涉條紋。通過測(cè)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(duì)光學(xué)薄膜厚度的精確測(cè)量，保證光學(xué)薄膜元件的光學(xué)性能。此外，白光干涉膜厚儀還可以用于半導(dǎo)體行業(yè)中薄膜材料的生產(chǎn)和質(zhì)量控制，確保半導(dǎo)體器件的性能穩(wěn)定和可靠性。白光干涉膜厚儀還可以應(yīng)用于涂層材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中。涂層材料是一種在材料表面形成一層薄膜的工藝，用于增強(qiáng)材料的表面性能。通過白光干涉膜厚儀可以對(duì)涂層材料的厚度進(jìn)行精確測(cè)量，保證涂層的均勻性和穩(wěn)定性，提高涂層材料的質(zhì)量和性能。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)膜厚 膜厚儀
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得到進(jìn)一步提高。小型膜厚儀常用解決方案
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(cè)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(cè)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(chǎng)中光強(qiáng)的變化計(jì)算出其每個(gè)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(cè)物體的表面形貌。單色光相移法具有測(cè)量速度快、測(cè)量分辨力高、對(duì)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(jí)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(gè)周期，相當(dāng)于測(cè)試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長(zhǎng)。這就限制了其測(cè)量的范圍，使它只能測(cè)試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu)。小型膜厚儀常用解決方案