薄膜作為改善器件性能的重要途徑，被廣泛應用于現代光學(xué)、電子、醫療、能源、建材等技術(shù)領(lǐng)域。受薄膜制備工藝及生產(chǎn)環(huán)境影響，成品薄膜存在厚度分布不均、表面粗糙度大等問(wèn)題，導致其光學(xué)及物理性能達不到設計要求，嚴重影響成品的性能及應用。隨著(zhù)薄膜生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，準確測量和科學(xué)評價(jià)薄膜特性作為研究熱點(diǎn)，也引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。厚度作為關(guān)鍵指標直接影響薄膜工作特性，合理監控薄膜厚度對于及時(shí)調整生產(chǎn)工藝參數、降低加工成本、提高生產(chǎn)效率及企業(yè)競爭力等具有重要作用和深遠意義。然而，對于市場(chǎng)份額占比大的微米級工業(yè)薄膜，除要求測量系統不僅具有百納米級的測量精度之外，還要求具備體積小、穩定性好的特點(diǎn)，以適應工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境的在線(xiàn)檢測需求。目前光學(xué)薄膜測厚方法仍無(wú)法兼顧高精度、輕小體積，以及合理的系統成本，而具備納米級測量分辨力的商用薄膜測厚儀器往往價(jià)格昂貴、體積較大，且無(wú)法響應工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)的在線(xiàn)測量需求?；谝陨戏治?，本課題提出基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測量解決方案，研制小型化、低成本的薄膜厚度測量系統，并提出無(wú)需標定樣品的高效穩定的膜厚計算算法。研發(fā)的系統可以實(shí)現微米級工業(yè)薄膜的厚度測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現對薄膜的快速測量和分析。嘉定區膜厚儀
白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化，從而得到被測物體的信息。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎上發(fā)展而來(lái)的。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測表面的反射光發(fā)生干涉，再使用相移的方法調制相位，利用干涉場(chǎng)中光強的變化計算出其每個(gè)數據點(diǎn)的初始相位，但是這樣得到的相位是位于（-π，+π]間，所以得到的是不連續的相位。因此，需要進(jìn)行相位展開(kāi)使其變?yōu)檫B續相位。再利用高度與相位的信息求出被測物體的表面形貌。單色光相移法具有測量速度快、測量分辨力高、對背景光強不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于單色光干涉無(wú)法確定干涉條紋的零級位置。因此，在相位解包裹中無(wú)法得到相位差的周期數，所以只能假定相位差不超過(guò)一個(gè)周期，相當于測試表面的相鄰高度不能超過(guò)四分之一波長(cháng)[27]。這就限制了其測量的范圍，使它只能測試連續結構或者光滑表面結構。南充高精度膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現對薄膜的三維成像和分析。
針對靶丸自身獨特的特點(diǎn)及極端實(shí)驗條件需求，使得靶丸參數的測試工作變得異常復雜。如何精確地測定靶丸的光學(xué)參數，一直是激光聚變研究者非常關(guān)注的課題。由于光學(xué)測量方法具有無(wú)損、非接觸、測量效率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)越性，靶丸參數測量通常采用光學(xué)測量方式。常用的光學(xué)參數測量手段很多，目前，常用于測量靶丸幾何參數或光學(xué)參數的測量方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動(dòng)共焦法等。靶丸殼層折射率是沖擊波分時(shí)調控實(shí)驗研究中的重要參數，因此，精密測量靶丸殼層折射率十分有意義。而常用的折射率測量方法[13]，如橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。
微納制造技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著(zhù)檢測技術(shù)向微納領(lǐng)域進(jìn)軍，微結構和薄膜結構作為微納器件中的重要組成部分，在半導體、醫學(xué)、航天航空、現代制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應用，由于其微小和精細的特征，傳統檢測方法不能滿(mǎn)足要求。白光干涉法具有非接觸、無(wú)損傷、高精度等特點(diǎn)，被廣泛應用在微納檢測領(lǐng)域，另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優(yōu)點(diǎn)。因此，本文提出了白光干涉光譜測量方法并搭建了測量系統。和傳統白光掃描干涉方法相比，其特點(diǎn)是具有較強的環(huán)境噪聲抵御能力，并且測量速度較快。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數進(jìn)行測量。
白光光譜法克服了干涉級次的模糊識別問(wèn)題，具有動(dòng)態(tài)測量范圍大，連續測量時(shí)波動(dòng)范圍小的特點(diǎn)，但在實(shí)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(huì )出現干擾級次的誤判和干擾級次的跳變現象。導致公式計算得到的干擾級次m值與實(shí)際譜峰干涉級次m'(整數)之間有誤差。為得到準確的干涉級次，本文依據干涉級次的連續特性設計了以下校正流程圖，獲得了靶丸殼層光學(xué)厚度的精確值。導入白光干涉光譜測量曲線(xiàn)。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應用于材料科學(xué)中的薄膜微結構分析。南充高精度膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應用于光學(xué)傳感器中的薄膜厚度測量。嘉定區膜厚儀
光具有傳播的特性，不同波列在相遇的區域，振動(dòng)將相互疊加，是各列光波獨自在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)矢量和。兩束光要發(fā)生干涉，應必須滿(mǎn)足三個(gè)相干條件，即：頻率一致、振動(dòng)方向一致、相位差穩定一致。發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動(dòng)加強，而在另一些地方振動(dòng)減弱，產(chǎn)生規則的明暗交替變化。任何干涉測量都是完全建立在這種光波典型特性上的。下圖分別表示干涉相長(cháng)和干涉相消的合振幅。與激光光源相比，白光光源的相干長(cháng)度在幾微米到幾十微米內，通常都很短，更為重要的是，白光光源產(chǎn)生的干涉條紋具有一個(gè)典型的特征：即條紋有一個(gè)固定不變的位置，該固定位置對應于光程差為零的平衡位置，并在該位置白光輸出光強度具有最大值，并通過(guò)探測該光強最大值，可實(shí)現樣品表面位移的精密測量。此外，白光光源具有系統抗干擾能力強、穩定性好且動(dòng)態(tài)范圍大、結構簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等基于白光干涉的光學(xué)測量技術(shù)在薄膜三維形貌測量、薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域得以廣泛應用。嘉定區膜厚儀