靶丸殼層折射率、厚度及其分布參數是激光慣性約束聚變（ICF）物理實驗中非常關鍵的參數，精密測量靶丸殼層折射率、厚度及其分布對ICF精密物理實驗研究具有非常重要的意義。由于靶丸尺寸微小（亞毫米量級）、結構特殊（球形結構）、測量精度要求高，如何實現靶丸殼層折射率及其厚度分布的精密測量是靶參數測量技術研究中重要的研究內容。本論文針對靶丸殼層折射率及厚度分布的精密測量需求，開展了基于白光干涉技術的靶丸殼層折射率及厚度分布測量技術研究。白光干涉膜厚測量技術可以在不同環境下進行測量。黃浦區工廠膜厚儀

白光干涉時域解調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，實現對信號的解調[44-45]。系統基本結構如圖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，出現干涉極大值，可以觀察到中心零級干涉條紋，而這一現象與外界的干擾因素無關，因而可據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生影響。國內膜厚儀設備生產白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉曲線的分析實現對薄膜的光學參數和厚度分布的聯合測量和分析。

對同一靶丸相同位置進行白光垂直掃描干涉，圖4-3是靶丸的垂直掃描干涉示意圖，通過控制光學輪廓儀的運動機構帶動干涉物鏡在垂直方向上的移動，從而測量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差，顯然，當一束平行光穿過靶丸后，偏離靶丸中心越遠的光線，測量到的有效壁厚越大，其光程差也越大，但這并不表示靶丸殼層的厚度，當垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應靶丸的上、下殼層的厚度。

在初始相位為零的情況下，當被測光與參考光之間的光程差為零時，光強度將達到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置，需要精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動或移動載物臺，垂直掃描過程中，用探測器記錄下干涉光強，可得白光干涉信號強度與Z向掃描位置（兩光束光程差）之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化示意圖，曲線中光強極大值位置即為零光程差位置，通過零過程差位置的精密定位，即可實現樣品表面相對位移的精密測量；通過確定最大值對應的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。白光干涉膜厚測量技術可以應用于電子顯示器中的薄膜厚度測量。

基于表面等離子體共振傳感的測量方案，利用共振曲線的三個特征參量—共振角、半高寬和反射率小值，通過反演計算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時得到金屬薄膜的介電常數和厚度，操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結構的表面等離子體共振實驗系統，測得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時的共振曲線，由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強度測量方案，測量精度受環境影響較大，且測量結果存在多值性的問題，所以我們進一步對偏振外差干涉的改進方案進行了理論分析，根據P光和S光之間相位差的變化實現厚度測量。白光干涉膜厚測量技術可以應用于材料科學中的薄膜微結構分析。膜厚儀制作廠家

白光干涉膜厚測量技術可以對不同材料的薄膜進行聯合測量和分析。黃浦區工廠膜厚儀

    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、電子、醫療、能源、建材等技術領域。受薄膜制備工藝及生產環境影響，成品薄膜存在厚度分布不均、表面粗糙度大等問題，導致其光學及物理性能達不到設計要求，嚴重影響成品的性能及應用。隨著薄膜生產技術的迅速發展，準確測量和科學評價薄膜特性作為研究熱點，也引起產業界的高度重視。厚度作為關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調整生產工藝參數、降低加工成本、提高生產效率及企業競爭力等具有重要作用和深遠意義。然而，對于市場份額占比大的微米級工業薄膜，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，以適應工業現場環境的在線檢測需求。目前光學薄膜測厚方法仍無法兼顧高精度、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格昂貴、體積較大，且無法響應工業生產現場的在線測量需求。基于以上分析，本課題提出基于反射光譜原理的高精度工業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，并提出無需標定樣品的高效穩定的膜厚計算算法。研發的系統可以實現微米級工業薄膜的厚度測量。 黃浦區工廠膜厚儀

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