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通過白光干涉理論分析，詳細(xì)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，并完成了應(yīng)用于測(cè)量靶丸殼層折射率和厚度分布實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和搭建。該實(shí)驗(yàn)裝置由白光反射光譜探測(cè)模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊、三維運(yùn)動(dòng)模塊和氣浮隔震平臺(tái)等組成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)靶丸的負(fù)壓吸附、靶丸位置的精密調(diào)整以及360°范圍的旋轉(zhuǎn)和特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測(cè)量?；诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理，提出了一種聯(lián)合使用的靶丸殼層折射率測(cè)量方法。該方法利用白光反射光譜測(cè)量靶丸殼層光學(xué)厚度，利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測(cè)量光線通過靶丸殼層后的光程增量，從而可以計(jì)算得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù)。當(dāng)光路長(zhǎng)度增加，儀器的分辨率越高，也越容易受到靜態(tài)振動(dòng)等干擾因素的影響，需采取一些減小噪聲的措施。膜厚儀免費(fèi)咨詢

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。膜厚儀免費(fèi)咨詢白光干涉膜厚儀需要進(jìn)行校準(zhǔn)和選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

通過基于表面等離子體共振傳感的測(cè)量方案，結(jié)合共振曲線的三個(gè)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(cè)金屬薄膜的厚度和介電常數(shù)。該方案操作簡(jiǎn)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(cè)量方案，受環(huán)境影響較大，測(cè)量結(jié)果存在多值性問題，因此研究人員進(jìn)一步對(duì)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(cè)量。

本文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測(cè)量的可行性。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。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點(diǎn)，選擇采用白光干涉的測(cè)量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù)，且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應(yīng)，因而可借助基于表面等離子體共振的測(cè)量方法；為了進(jìn)一步改善測(cè)量的精度，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，檢測(cè)P光與S光之間的相位差提升厚度測(cè)量的精度。Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度是影響儀器精度的重要因素。

干涉測(cè)量法是一種基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測(cè)量的光學(xué)方法，是一種高精度的測(cè)量技術(shù)，其采用光學(xué)干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)干涉測(cè)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(cè)物理量引入的光程差或位相差的變化，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的。光學(xué)干涉測(cè)量方法的測(cè)量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級(jí)，利用外差干涉進(jìn)行測(cè)量，其精度甚至可以達(dá)到10^-3 nm量級(jí)。根據(jù)所使用的光源不同，干涉測(cè)量方法可分為激光干涉測(cè)量和白光干涉測(cè)量?jī)纱箢悺＜す飧缮鏈y(cè)量的分辨率更高，但不能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)信號(hào)的測(cè)量，只能測(cè)量輸出信號(hào)的變化量或連續(xù)信號(hào)的變化，即只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)測(cè)量。而白光干涉是通過對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測(cè)量，是一種測(cè)量方式，在薄膜厚度測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。可測(cè)量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。膜厚儀詳情

高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。膜厚儀免費(fèi)咨詢

由于靶丸自身特殊的特點(diǎn)和極端的實(shí)驗(yàn)條件，使得靶丸參數(shù)的測(cè)試工作變得異常復(fù)雜。光學(xué)測(cè)量方法具有無損、非接觸、測(cè)量效率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，因此成為了測(cè)量靶丸參數(shù)的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數(shù)或光學(xué)參數(shù)測(cè)量的方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動(dòng)共焦法等。然而，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)，因此對(duì)其進(jìn)行精密測(cè)量具有重要意義。 常用的折射率測(cè)量方法有橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。膜厚儀免費(fèi)咨詢