光具有傳播的特性，不同波列在相遇的區域，振動將相互疊加，是各列光波獨自在該點所引起的振動矢量和。兩束光要發生干涉，應必須滿足三個相干條件，即：頻率一致、振動方向一致、相位差穩定一致。發生干涉的兩束光在一些地方振動加強，而在另一些地方振動減弱，產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和干涉相消的合振幅。與激光光源相比，白光光源的相干長度在幾微米到幾十微米內，通常都很短，更為重要的是，白光光源產生的干涉條紋具有一個典型的特征：即條紋有一個固定不變的位置，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，并通過探測該光強最大值，可實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、穩定性好且動態范圍大、結構簡單，成本低廉等優點。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測量技術在薄膜三維形貌測量、薄膜厚度精密測量等領域得以廣泛應用。白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜內部結構的測量。常用膜厚儀產品原理

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確定薄膜厚度和折射率，然而與薄膜自發產生的等傾干涉不同，干涉法是通過設置參考光路，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，但同時由于存在大量軸向掃描和數據解算，完成單次測量的時間相對較長。閔行區智能膜厚儀白光干涉膜厚測量技術的研究主要集中在實驗方法的優化和算法的改進上。

光譜擬合法易于測量具有應用領域，由于使用了迭代算法，因此該方法的優缺點在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著各種全局優化算法的引入，遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數的測量。其缺點是不夠實用，該方法需要一個較好的薄膜的光學模型(包括色散系數、吸收系數、多層膜系統)，但是在實際測試過程中，薄膜的色散和吸收的公式通常不準確，尤其是對于多層膜體系，建立光學模型非常困難，無法用公式準確地表示出來。在實際應用中只能使用簡化模型，因此，通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計算速度慢也不能滿足快速計算的要求。

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通過對干涉圖像的分析實現對薄膜的表面和內部結構的聯合測量和分析。

    薄膜作為重要元件，通常使用金屬、合金、化合物、聚合物等作為其主要基材，品類涵蓋光學膜、電隔膜、阻隔膜、保護膜、裝飾膜等多種功能性薄膜，廣泛應用于現代光學、電子、醫療、能源、建材等技術領域。常用薄膜的厚度范圍從納米級到微米級不等。納米和亞微米級薄膜主要是基于干涉效應調制的光學薄膜，包括各種增透增反膜、偏振膜、干涉濾光片和分光膜等。部分薄膜經特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等特性，對通訊、顯示、存儲等領域內光學儀器的質量起決定性作用[1-3]，如平面顯示器使用的ITO鍍膜，太陽能電池表面的SiO2減反射膜等。微米級以上的薄膜以工農業薄膜為主，多使用聚酯材料，具有易改性、可回收、適用范圍廣等特點。例如6微米厚度以下的電容器膜，20微米厚度以下的大部分包裝印刷用薄膜，25~38微米厚的建筑玻璃貼膜及汽車貼膜，以及厚度為25~65微米的防偽標牌及拉線膠帶等。微米級薄膜利用其良好的延展、密封、絕緣特性，遍及食品包裝、表面保護、磁帶基材、感光儲能等應用市場，加工速度快，市場占比高。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厚度分布的測量和分析。西安高速膜厚儀

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測量。常用膜厚儀產品原理

    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。 常用膜厚儀產品原理