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)用價值。當(dāng)白光照射到薄膜表面時，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現(xiàn)對光學(xué)薄膜厚度的精確測量，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，用于增強材料的表面性能。通過白光干涉膜厚儀可以對涂層材料的厚度進行精確測量，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。總的來說，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。高精度膜厚儀應(yīng)用案例
根據(jù)以上分析，白光干涉時域解調(diào)方案的優(yōu)點如下：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、光源波長的漂移以及外界環(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，因此掃描裝置的分辨率會影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測量分辨率一般在幾個微米，要達到亞微米的分辨率則主要受機械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性所限制。文獻[46]報道的位移掃描的分辨率可以達到0.54微米。然而，當(dāng)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)用受到了限制。膜厚儀產(chǎn)品使用誤區(qū)白光干涉膜厚儀是一種用來測量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。
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，但也有許多相似之處。可以說，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。
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，在對薄膜進行測量時，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行掃描過程，因此測量時間較長，且易受外界干擾。基于圖像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法能夠自動分離雙峰干涉信號，從而實現(xiàn)對薄膜厚度的測量。該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗，操作前需要進行充分的培訓(xùn)和實踐。
使用了迭代算法的光譜擬合法，其優(yōu)缺點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法等新算法被用于薄膜參數(shù)的測量。其缺點是不夠?qū)嵱?，該方法需要一個較好的薄膜的光學(xué)模型(包括色散系數(shù)、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng))，但是在實際測試過程中，薄膜的色散和吸收的公式通常不準(zhǔn)確，尤其是對于多層膜體系，建立光學(xué)模型非常困難，無法用公式準(zhǔn)確地表示出來。在實際應(yīng)用中只能使用簡化模型，因此，通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計算速度慢也不能滿足快速計算的要求。白光干涉膜厚儀需要進行校準(zhǔn)和選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。膜厚儀原理
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。高精度膜厚儀應(yīng)用案例
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。基于白光干涉原理的光學(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)。高精度膜厚儀應(yīng)用案例