本文主要研究了如何采用白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法來實現(xiàn)納米級薄膜厚度的準確測量，研究對象為半導體鍺和貴金屬金兩種材料。由于不同材料薄膜的特性差異，所適用的測量方法也會有所不同。對于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導體鍺膜，采用白光干涉的測量方法；而對于厚度更薄的金膜，由于其折射率為復數(shù)，且具有表面等離子體效應，所以采用基于表面等離子體共振的測量方法會更合適。為了進一步提高測量精度，本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)手段來檢測P光與S光之間的相位差，以提高厚度測量的精度。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。本地膜厚儀廠家直銷價格
在對目前常用的白光干涉測量方案進行比較研究后發(fā)現(xiàn)，當兩個干涉光束的光程差非常小導致干涉光譜只有一個峰時，基于相鄰干涉峰間距的解調(diào)方案不再適用。因此，我們提出了一種基于干涉光譜單峰值波長移動的測量方案，適用于極小光程差。這種方案利用干涉光譜的峰值波長會隨光程差變化而周期性地出現(xiàn)紅移和藍移，當光程差在較小范圍內(nèi)變化時，峰值波長的移動與光程差成正比。我們在光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)上驗證了這一測量方案，并成功測量出光纖端面半導體鍺薄膜的厚度。實驗表明，鍺膜厚度為一定值，與臺階儀測量結(jié)果存在差異是由于薄膜表面本身并不光滑，臺階儀的測量結(jié)果只能作為參考值。誤差主要來自光源的波長漂移和溫度誤差。白光干涉膜厚儀廠家白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量；
白光光譜法克服了干涉級次的模糊識別問題 ，具有動態(tài)測量范圍大，連續(xù)測量時波動范圍小的特點，但在實際測量中，由于測量誤差、儀器誤差、擬合誤差等因素，干涉級次的測量精度仍其受影響，會出現(xiàn)干擾級次的誤判和干擾級次的跳變現(xiàn)象。導致公式計算得到的干擾級次m值與實際譜峰干涉級次m'(整數(shù))之間有誤差。為得到準確的干涉級次，本文依據(jù)干涉級次的連續(xù)特性設計了以下校正流程圖，獲得了靶丸殼層光學厚度的精確值。導入白光干涉光譜測量曲線。
論文主要以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象 ，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實現(xiàn)納米級薄膜厚度準確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。半導體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點，選擇采用白光干涉的測量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為復數(shù)，且能激發(fā)的表面等離子體效應，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進一步改善測量的精度，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，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。
白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術(shù)測量的局限性 。白光掃描干涉法采用白光作為光源，白光作為一種寬光譜的光源，相干長度較短，因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi)。而且在白光干涉時，有一個確切的零點位置。測量光和參考光的光程相等時，所有波段的光都會發(fā)生相長干涉，這時就能觀測到有一個很明亮的零級條紋，同時干涉信號也出現(xiàn)最大值，通過分析這個干涉信號，就能得到表面上對應數(shù)據(jù)點的相對高度，從而得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過測量干涉條紋來完成的，而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此，為了提高精度，就需要更為復雜的光學系統(tǒng)，這使得條紋的測量變成一項費力又費時的工作。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析。本地膜厚儀廠家直銷價格
白光干涉膜厚儀需要校準，標準樣品的選擇和使用至關(guān)重要。本地膜厚儀廠家直銷價格
白光干涉法和激光光源相比具有短相干長度的特點，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，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行了研究，特別是對厚度小于光源相干長度的薄膜進行了探究。文章首先詳細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上構(gòu)建了一種型垂直白光掃描系統(tǒng)，作為實驗中測試薄膜厚度的儀器，并利用白光干涉原理對位移量進行了標定。 本地膜厚儀廠家直銷價格