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)缺，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橢圓偏振法、分光光度法、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干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調(diào)技術(shù)。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。光干涉膜厚儀檢測
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，實現(xiàn)納米級薄膜厚度準確測量的可行性，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。薄膜膜厚儀常用解決方案光路長度越長，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。
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方法，是一種高精度的測量技術(shù)，其采用光學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。光學干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級，利用外差干涉進行測量，其精度甚至可以達到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。
白光干涉測量技術(shù)，也稱為光學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)光二極管等。與所有光學干涉原理一樣，白光干涉也是通過觀察干涉圖案變化來分析干涉光程差變化，并通過各種解調(diào)方案實現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點是，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)。因此，中心零級干涉條紋的存在為測量提供了一個可靠的位置參考，只需一個干涉儀即可進行待測物理量的測量，克服了傳統(tǒng)干涉儀不能進行測量的缺點。同時，相對于其他測量技術(shù)，白光干涉測量方法還具有環(huán)境不敏感、抗干擾能力強、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。Michelson干涉儀的光路長度決定了儀器的精度。
光譜儀主要包括六部分，分別是：光纖入口、準直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測器、帶OFLV濾波器的探測器。光由光纖進入光譜儀中，通過濾波器和準直器后投射到光柵上，由光柵將白光色散成光譜，經(jīng)過聚焦鏡將其投射到探測器上后，由探測器將光信號傳入計算機。光纖接頭將輸入光纖固定在光譜儀上，使得來自輸入光纖的光能夠進入光學平臺；濾波器將光輻射限制在預(yù)定波長區(qū)域；準直鏡將進入光學平臺的光聚焦到光譜儀的光柵上，保證光路和光柵之間的準直性；光柵衍射來自準直鏡的光并將衍射光導(dǎo)向聚焦鏡；聚焦鏡接收從光柵反射的光并將光聚焦到探測器上；探測器將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換為nm波長系統(tǒng)；區(qū)域檢測器提供90％的量子效率和垂直列中的像素，以從光譜儀的狹縫圖像的整個高度獲取光，顯著改善了信噪比。總之，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器。防水膜厚儀推薦
操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗的培訓和實踐。光干涉膜厚儀檢測
光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測量方法，分為反射法和透射法兩種類型。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會引起多光束干涉效應(yīng)，不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的，并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度一一對應(yīng)。因此，可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學參數(shù)。光譜法的優(yōu)點是可以同時測量多個參數(shù)，并能有效地排除解的多值性，測量范圍廣，是一種無損測量技術(shù)。其缺點是對樣品薄膜表面條件的依賴性強，測量穩(wěn)定性較差，因此測量精度不高，對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前，這種方法主要用于有機薄膜的厚度測量。光干涉膜厚儀檢測