本章主要介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯(lián)用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度，利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線(xiàn)通過(guò)靶丸殼層后的光程增量，二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數據。在實(shí)驗數據處理方面，為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點(diǎn)判讀可能存在干涉級次誤差的問(wèn)題，提出MATLAB曲線(xiàn)擬合測定極值點(diǎn)波長(cháng)以及利用干涉級次連續性進(jìn)行干涉級次判定的數據處理方法。應用碳氫(CH)薄膜對測量結果的可靠性進(jìn)行了實(shí)驗驗證。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的表面和內部進(jìn)行聯(lián)合測量和分析。懷柔區高精度膜厚儀
光譜法是以光的干涉效應為基礎的一種薄膜厚度測量方法，分為反射法和透射法兩類(lèi)[12]。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會(huì )引起多光束干涉效應，不同特性的薄膜材料的反射率和透過(guò)率曲線(xiàn)是不同的，并且在全光譜范圍內與厚度之間是一一對應關(guān)系。因此，根據這一光譜特性可以得到薄膜的厚度以及光學(xué)參數。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測量多個(gè)參數且可以有效的排除解的多值性，測量范圍廣，是一種無(wú)損測量技術(shù)；缺點(diǎn)是對樣品薄膜表面條件的依賴(lài)性強，測量穩定性較差，因而測量精度不高；對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前，這種方法主要應用于有機薄膜的厚度測量。長(cháng)沙膜厚儀詳情白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過(guò)對干涉曲線(xiàn)的分析實(shí)現對薄膜的厚度測量。
根據以上分析可知，白光干涉時(shí)域解調方案的優(yōu)點(diǎn)是：①能夠實(shí)現測量；②抗干擾能力強，系統的分辨率與光源輸出功率的波動(dòng)，光源的波長(cháng)漂移以及外界環(huán)境對光纖的擾動(dòng)等因素無(wú)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結構簡(jiǎn)單，成本較低。但是，時(shí)域解調方法需要借助掃描部件移動(dòng)干涉儀一端的反射鏡來(lái)進(jìn)行相位補償，所以?huà)呙柩b置的分辨率將影響系統的精度。采用這種解調方案的測量分辨率一般是幾個(gè)微米，達到亞微米的分辨率，主要受機械掃描部件的分辨率和穩定性限制。文獻[46]所報道的位移掃描的分辨率可以達到0.54μm。當所測光程差較小時(shí)，F-P腔前后表面干涉峰值相距很近，難以區分，此時(shí)時(shí)域解調方案的應用受到限制。
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(lái)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(guò)設置參考光路，形成與測量光路間的干涉條紋，因此其相位信息包含兩個(gè)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(diǎn)測量方式，可一次性生成薄膜待測區域的表面形貌信息，但同時(shí)由于存在大量軸向掃描和數據解算，完成單次測量的時(shí)間相對較長(cháng)。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現對薄膜的非接觸式測量。
自上世紀60年代起，利用X及β射線(xiàn)、近紅外光源開(kāi)發(fā)的在線(xiàn)薄膜測厚系統廣泛應用于西方先進(jìn)國家的工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)中。20世紀70年代后，為滿(mǎn)足日益增長(cháng)的質(zhì)檢需求，電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測量技術(shù)相繼問(wèn)世。90年代中期，隨著(zhù)離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)取得巨大突破，以橢圓偏振法和光度法為展示的光學(xué)檢測技術(shù)以高精度、低成本、輕便環(huán)保、高速穩固為研發(fā)方向不斷迭代更新，迅速占領(lǐng)日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng)，并發(fā)展出依據用戶(hù)需求個(gè)性化定制產(chǎn)品的能力。其中，對于市場(chǎng)份額占比較大的微米級薄膜，除要求測量系統不僅具有百納米級的測量準確度及分辨力以外，還要求測量系統在存在不規則環(huán)境干擾的工業(yè)現場(chǎng)下，具備較高的穩定性和抗干擾能力。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。懷柔區高精度膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過(guò)對干涉圖像的分析實(shí)現對薄膜的形貌測量。懷柔區高精度膜厚儀
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(cháng)度較短，因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內。而且在白光干涉時(shí)，有一個(gè)確切的零點(diǎn)位置。測量光和參考光的光程相等時(shí)，所有波段的光都會(huì )發(fā)生相長(cháng)干涉，這時(shí)就能觀(guān)測到有一個(gè)很明亮的零級條紋，同時(shí)干涉信號也出現最大值，通過(guò)分析這個(gè)干涉信號，就能得到表面上對應數據點(diǎn)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(guò)測量干涉條紋來(lái)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(xué)系統，這使得條紋的測量變成一項費力又費時(shí)的工作。懷柔區高精度膜厚儀