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厚度，利用白光垂直掃描干涉技術測量光線通過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判讀可能存在干涉級次誤差的問題，提出MATLAB曲線擬合測定極值點波長以及利用干涉級次連續(xù)性進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行了實驗驗證。白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的快速測量和分析。納米級膜厚儀原理

在激光慣性約束核聚變實驗中 ，靶丸的物性參數和幾何參數是靶丸制備工藝改進和仿真模擬核聚變實驗過程的基礎，因此如何對靶丸多個參數進行同步、高精度、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實驗中的關鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測量方法各有利弊，但針對本文實驗，仍然無法滿足激光核聚變技術對靶丸參數測量的高要求，靶丸參數測量存在以下問題：不能對靶丸進行破壞性切割測量，否則，被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實驗；需要同時測得靶丸的多個參數，不同參數的單獨測量，無法提供靶丸制備和核聚變反應過程中發(fā)生的結構變化現象和規(guī)律，并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測量標準。靶丸屬于自支撐球形薄膜結構，曲面應力大、難展平的特點導致靶丸與基底不能完全貼合，在微區(qū)內可看作類薄膜結構高速膜厚儀成本價白光干涉膜厚測量技術的優(yōu)化需要對實驗方法和算法進行改進 。

與激光光源相比以白光的寬光譜光源由于具有短相干長度的特點使得兩光束只有在光程差極小的情況下才能發(fā)生干涉因此不會產生干擾條紋。同時由于白光干涉產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。本文以白光干涉原理為理論基礎對單層透明薄膜厚度測量尤其對厚度小于光源相干長度的薄膜厚度測量進行了研究。首先從白光干涉測量薄膜厚度的原理出發(fā)、分別詳細闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理。接著在金相顯微鏡的基礎上構建了垂直型白光掃描系統(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的位移量進行了標定。

白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術測量的局限性。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。而且在白光干涉時，有一個確切的零點位置。當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最大值，通過分析這個干涉信號，就能得到表面上對應數據點的相對高度，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。白光干涉膜厚儀需要校準。

薄膜在現代光學、電子、醫(yī)療、能源和建材等技術領域得到廣泛應用，可以提高器件性能。但是由于薄膜制備工藝和生產環(huán)境等因素的影響，成品薄膜存在厚度分布不均和表面粗糙度大等問題，導致其光學和物理性能無法達到設計要求，嚴重影響其性能和應用。因此，需要開發(fā)出精度高、體積小、穩(wěn)定性好的測量系統(tǒng)以滿足微米級工業(yè)薄膜的在線檢測需求。當前的光學薄膜測厚方法無法同時兼顧高精度、輕小體積和合理的成本，而具有納米級測量分辨率的商用薄膜測厚儀器價格昂貴、體積大，無法滿足工業(yè)生產現場的在線測量需求。因此，提出了一種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，研發(fā)了小型化、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng)，并提出了一種無需標定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計算算法。該系統(tǒng)可以實現微米級工業(yè)薄膜的厚度測量?？偨Y，白光干涉膜厚儀是一種應用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。國內膜厚儀安裝操作注意事項

可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。納米級膜厚儀原理

光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源。在選擇光源時，需要重點考慮光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性。由于本文所設計的解調系統(tǒng)是通過測量干涉峰值的中心波長移動來實現的，因此光源中心波長的穩(wěn)定性對實驗結果會產生很大的影響。實驗中我們選擇使用由INPHENIX公司生產的SLED光源，相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等優(yōu)點。該光源采用+5V的直流供電，標定中心波長為1550nm，且其輸出功率在一定范圍內可調。驅動電流可以達到600mA。納米級膜厚儀原理