本文主要以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實現納米級薄膜厚度準確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。半導體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點，選擇采用白光干涉的測量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為復數，且能激發明顯的表面等離子體效應，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進一步改善測量的精度，論文還研究了外差干涉測量法，通過引入高精度的相位解調手段，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。隨著技術的不斷進步和應用領域的擴展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進一步提高。高精度膜厚儀標價

用峰峰值法處理光譜數據時，被測光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需要獲取相鄰的兩個干涉峰值處的波長信息，即可確定光程差，不必關心此波長處的光強大小，從而降低了數據處理難度。此外，也可以利用多組相鄰干涉光譜極值對應的波長分別求出光程差，然后再求平均值作為測量結果，以提高該方法的測量精度。但是，峰峰值法存在著一些缺點：當使用寬帶光源時，不可避免地會有與光源同分布的背景光疊加在接收光譜中，從而引起峰值處波長的改變，從而引入測量誤差。同時，當兩干涉信號之間的光程差很小，導致其干涉光譜只有一個干涉峰時，此法便不再適用。高速膜厚儀推薦白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜表面形貌的測量。

光學測厚方法結合了光學、機械、電子和計算機圖像處理技術，以光波長為測量基準，從原理上保證了納米級的測量精度。由于光學測厚是非接觸式的測量方法，因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。針對薄膜厚度的光學測量方法，可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光學原理分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法各有優缺點和適用范圍。因此，有一些研究采用了多通道式復合測量法，結合多種測量方法，例如橢圓偏振法和光度法結合的光譜橢偏法，彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結合法等。

白光干涉頻域解調顧名思義是在頻域分析解調信號，測量裝置與時域解調裝置幾乎相同，只需把光強測量裝置換為CCD或者是光譜儀，接收到的信號是光強隨著光波長的分布。由于時域解調中接收到的信號是一定范圍內所有波長的光強疊加，因此將頻譜信號中各個波長的光強疊加，即可得到與它對應的時域接收信號。由此可見，頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息，還包含了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中，當兩束相干光的光程差遠大于光源的相干長度時，仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內部的光柵具有分光作用，能夠將寬譜光變成窄帶光譜，從而增加了光譜的相干長度。這一解調技術的優點就是在整個測量系統中沒有使用機械掃描部件，從而在測量的穩定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調法以及傅里葉變換白光干涉解調法等。白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的非接觸式測量。

微納制造技術的發展推動著檢測技術進入微納領域，微結構和薄膜結構作為微納器件的重要部分，在半導體、航天航空、醫學、現代制造等領域得到了廣泛應用。由于微小和精細的特征，傳統的檢測方法無法滿足要求。白光干涉法被廣泛應用于微納檢測領域，具有非接觸、無損傷、高精度等特點。另外，光譜測量具有高效率和測量速度快的優點。因此，這篇文章提出了一種白光干涉光譜測量方法，并構建了相應的測量系統。相比傳統的白光掃描干涉方法，這種方法具有更強的環境噪聲抵御能力，并且測量速度更快。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實現這一目的。膜厚儀產品原理

膜厚儀的干涉測量能力較高，可以提供精確和可信的膜層厚度測量結果。高精度膜厚儀標價

由于不同性質和形態的薄膜對系統的測量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測量方法各有優劣，難以一概而論。，按照薄膜厚度的增加，適用的測量方式分別為分光光度法、橢圓偏振法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜，由于透過率曲線缺少峰谷值，橢圓偏振法結果更加可靠。基于白光干涉原理的光學薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜，通過使用不同的解調技術處理白光干涉的圖樣，得到待測薄膜厚度。本章在詳細研究白光干涉測量技術的常用解調方案、解調原理及其局限性的基礎上，分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論。在此基礎上，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調技術。高精度膜厚儀標價