原裝膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求

傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號解調(diào)方法 。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出，用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào)。因此，該解調(diào)方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差，進而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點是解調(diào)速度較快，受干擾信號的影響較小。但是其測量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號處理FFT（快速傅里葉變換）理論，若輸入光源波長范圍為[]λ1,λ2，則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1)，所以此方法主要應用于對解調(diào)精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進。該方法總結(jié)起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換，然后濾波、提取主頻信號后進行逆傅里葉變換，然后做對數(shù)運算，并取其虛部做相位反包裹運算，由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高。隨著技術(shù)的進步和應用領(lǐng)域的拓展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展 。原裝膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求

干涉法與分光光度法都是利用相干光形成等厚干涉條紋的原理來確定薄膜厚度和折射率 ，然而與薄膜自發(fā)產(chǎn)生的等傾干涉不同，干涉法是通過設(shè)置參考光路，形成與測量光路間的干涉條紋，因此其相位信息包含兩個部分，分別是由參考平面和測量平面間掃描高度引起的附加相位和由透明薄膜內(nèi)部多次反射引起的膜厚相位。干涉法測量光路使用面陣CCD接收參考平面和測量平面間相干波面的干涉光強分布，不同于以上三種點測量方式，可一次性生成薄膜待測區(qū)域的表面形貌信息，但同時由于存在大量軸向掃描和數(shù)據(jù)解算，完成單次測量的時間相對較長。小型膜厚儀設(shè)備生產(chǎn)隨著技術(shù)的不斷進步和應用領(lǐng)域的擴展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進一步提高；

白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動 ，補償光程差，實現(xiàn)對信號的解調(diào)[44-45]。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂，作用是將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程，參考臂則通過移動反射鏡來實現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補償。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時，即兩干涉光束為等光程的時候，出現(xiàn)干涉極大值，可以觀察到中心零級干涉條紋，而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素無關(guān)，因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強度的因素包括：入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度，但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。

薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu) ，近年來在電子學 、摩擦學、現(xiàn)代光學得到了廣泛的應用，薄膜的測試技術(shù)變得越來越重要。尤其是在厚度這一特定方向上，尺寸很小，基本上都是微觀可測量。因此，在微納測量領(lǐng)域中，薄膜厚度的測試是一個非常重要而且很實用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中，薄膜的厚度直接關(guān)系到薄膜能否正常工作。在半導體工業(yè)中，膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能、力學性能和光學性能等，所以準確地測量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的大范圍測量和分析。

為限度提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率 ，期望靶丸所有幾何參數(shù)、物性參數(shù)均為理想球?qū)ΨQ狀態(tài)。因此，需要對靶丸殼層厚度分布進行精密的檢測。靶丸殼層厚度常用的測量手法有X射線顯微輻照法、激光差動共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個方法的特點與不足，以及各種測量方法的應用領(lǐng)域。白光干涉法[30]是以白光作為光源，寬光譜的白光準直后經(jīng)分光棱鏡分成兩束光，一束光入射到參考鏡。一束光入射到待測樣品。由計算機控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進行掃描，當兩路之間的光程差為零時，在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束，一束光通過光纖傳輸，并由光譜儀收集，另一束則被傳遞到CCD相機，用于樣品觀測。利用光譜分析算法對干涉信號圖進行分析得到薄膜的厚度。該方法能應用靶丸殼層壁厚的測量，但是該測量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率，同時，該方法也難以實現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測量。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實現(xiàn)這一目的。小型膜厚儀性價比高

隨著技術(shù)的不斷進步和應用領(lǐng)域的拓展，其性能和功能會得到提高和擴展。原裝膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求

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。原裝膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求