白光干涉法和激光光源相比具有短相干長(zhǎng)度的特點(diǎn)，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(huì)產(chǎn)生干擾條紋。同時(shí)，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(jí)次不確定的問(wèn)題。本文基于白光干涉原理對(duì)單層透明薄膜厚度測(cè)量進(jìn)行了研究，特別是對(duì)厚度小于光源相干長(zhǎng)度的薄膜進(jìn)行了探究。文章首先詳細(xì)闡述了白光干涉原理和薄膜測(cè)厚原理，然后在金相顯微鏡的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種型垂直白光掃描系統(tǒng)，作為實(shí)驗(yàn)中測(cè)試薄膜厚度的儀器，并利用白光干涉原理對(duì)位移量進(jìn)行了標(biāo)定。 操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。高速膜厚儀制作廠家
折射率分別為1．45和1．62的2塊玻璃板，使其一端相接觸，形成67的尖劈．將波長(zhǎng)為550nm的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋，試求條紋間距。
我們可以分2種可能的情況來(lái)討論：
一般玻璃的厚度可估計(jì)為1mm的量級(jí)，這個(gè)量級(jí)相對(duì)于光的波長(zhǎng)550nm而言，應(yīng)該算是膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)^的厚玻璃了，所以光線通過(guò)上玻璃板時(shí)應(yīng)該無(wú)干涉現(xiàn)象，同理光線通過(guò)下玻璃板時(shí)也無(wú)干涉現(xiàn)象．空氣膜厚度因劈角很小而很薄，與波長(zhǎng)可比擬，所以光線通過(guò)空氣膜應(yīng)該有干涉現(xiàn)象，在空氣膜的下表面處有一半波損失，故光程差應(yīng)該為2n2e+λ/2．
(2)假設(shè)玻璃板厚度的量級(jí)與可見(jiàn)光波長(zhǎng)量級(jí)可比擬，當(dāng)單色光垂直投射在劈尖上時(shí)，上玻璃板能滿足形成薄膜干涉的條件，其光程差為2n2e+λ/2，下玻璃板也能滿足形成薄膜于涉的條件，光程差為2n1h+λ／2，但由于玻璃板膜厚均勻，h不變，人射角i=儼也不變，故玻璃板形成的薄膜干涉為等傾又等厚干涉條紋，要么玻璃板全亮，要么全暗，它不會(huì)影響空氣劈尖干涉條紋的位置和條紋間距?？諝馀飧缮婀獬滩钊詾?n2e+λ/2，但玻璃板會(huì)影響劈尖干涉條紋的亮度對(duì)比度． 塑料薄膜厚度檢測(cè) 膜厚儀這種膜厚儀可以測(cè)量大氣壓下，1 nm到1mm范圍內(nèi)的薄膜厚度。
白光反射光譜探測(cè)模塊中，入射光經(jīng)過(guò)分光鏡1分光后，一部分光照射到靶丸表面，靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后，一部分光聚焦到光纖端面并到達(dá)光譜儀探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了靶丸殼層白光干涉光譜的測(cè)量。另一部分光到達(dá)CCD探測(cè)器，獲得靶丸表面的光學(xué)圖像。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運(yùn)動(dòng)模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度的轉(zhuǎn)位和靶丸位置的調(diào)整。在測(cè)量過(guò)程中，將靶丸放置于軸系吸嘴前端，通過(guò)微型真空泵將其吸附于吸嘴上；然后，移動(dòng)位移平臺(tái)，將靶丸移動(dòng)至CCD視場(chǎng)中心，Z向位移臺(tái)可調(diào)整視場(chǎng)清晰度；利用光譜儀探測(cè)靶丸殼層的白光反射光譜；靶丸在軸系的帶動(dòng)下，平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)到特定角度，為消除軸系回轉(zhuǎn)誤差所帶來(lái)的誤差，可通過(guò)調(diào)整調(diào)心結(jié)構(gòu)，使靶丸定點(diǎn)位于視場(chǎng)中心并采集其白光反射光譜。重復(fù)以上步驟，可實(shí)現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測(cè)量。為減少外界干擾和震動(dòng)所引起的測(cè)量誤差，該裝置放置于氣浮平臺(tái)上，通過(guò)高性能的隔振效果，保證了測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性。
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(lái)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度的準(zhǔn)確測(cè)量，研究對(duì)象為半導(dǎo)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(cè)量方法也會(huì)有所不同。對(duì)于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導(dǎo)體鍺膜，采用白光干涉的測(cè)量方法；而對(duì)于厚度更薄的金膜，由于其折射率為復(fù)數(shù)，且具有表面等離子體效應(yīng)，所以采用基于表面等離子體共振的測(cè)量方法會(huì)更合適。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度，本文還研究了外差干涉測(cè)量法，通過(guò)引入高精度的相位解調(diào)手段來(lái)檢測(cè)P光與S光之間的相位差，以提高厚度測(cè)量的精度。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用至關(guān)重要。
。白光干涉膜厚儀基于薄膜對(duì)白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)量干涉條紋的位置和間距來(lái)計(jì)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(guò)程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。白光干涉膜厚儀的原理是基于薄膜對(duì)白光的干涉現(xiàn)象。當(dāng)白光照射到薄膜表面時(shí)，部分光線會(huì)被薄膜反射，而另一部分光線會(huì)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(huì)與原始入射光線產(chǎn)生干涉，形成干涉條紋。通過(guò)測(cè)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(guò)白光干涉膜厚儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)薄膜厚度的精確測(cè)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(guò)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(qiáng)材料的表面性能。通過(guò)白光干涉膜厚儀可以對(duì)涂層材料的厚度進(jìn)行精確測(cè)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。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對(duì)于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。塑料薄膜厚度檢測(cè) 膜厚儀
高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。高速膜厚儀制作廠家
干涉法和分光光度法都是基于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。不同于薄膜自發(fā)產(chǎn)生的等傾干涉，干涉法是通過(guò)設(shè)置參考光路來(lái)形成參考平面和測(cè)量平面間干涉條紋，因此其相位信息包含兩個(gè)部分，分別是由掃描高度引起的附加相位和由薄膜內(nèi)部多次反射引起的膜厚相位。干涉法的測(cè)量光路使用面陣CCD接收參考平面和測(cè)量平面間相干波面的干涉光強(qiáng)分布。與以上三種點(diǎn)測(cè)量方式不同，干涉法能夠一次性生成薄膜待測(cè)區(qū)域的表面形貌信息，但因存在大量軸向掃描和數(shù)據(jù)解算，完成單次測(cè)量的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。高速膜厚儀制作廠家