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。精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結構。納米級膜厚儀品牌企業

白光干涉法和激光光源相比具有短相干長度的特點，使得兩束光只有在光程差非常小的情況下才能發生干涉，因此不會產生干擾條紋。同時，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。本文基于白光干涉原理對單層透明薄膜厚度測量進行了研究，特別是對厚度小于光源相干長度的薄膜進行了探究。文章首先詳細闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理，然后在金相顯微鏡的基礎上構建了一種型垂直白光掃描系統，作為實驗中測試薄膜厚度的儀器，并利用白光干涉原理對位移量進行了標定。 微米級膜厚儀測距可配合不同的軟件進行數據處理和分析，如建立數據庫、統計數據等。

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缺，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橢圓偏振法、分光光度法、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。

常用白光垂直掃描干涉系統的原理：入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微干涉物鏡后，被分光鏡分成兩部分，一個部分入射到固定的參考鏡，一部分入射到樣品表面，當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后，再次匯聚產生干涉條紋，干涉光通過透鏡后，利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描，可獲得一系列的干涉圖像。根據干涉圖像序列中對應點的光強隨光程差變化曲線，可得該點的Z向相對位移；然后，由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。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不斷提高和拓展。

白光掃描干涉法可以避免色光相移干涉法測量的局限性。該方法利用白光作為光源，由于白光是一種寬光譜的光源，相干長度相對較短，因此發生干涉的位置范圍很小。在白光干涉時，存在一個確定的零位置，當測量光和參考光的光程相等時，所有波長的光均會發生相長干涉，此時可以觀察到一個明亮的零級條紋，同時干涉信號也達到最大值。通過分析這個干涉信號，可以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，需要更為復雜的光學系統，這使得條紋的測量變得費力費時。總的來說，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。微米級膜厚儀測距

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。納米級膜厚儀品牌企業

白光干涉時域解調方案通過機械掃描部件驅動干涉儀的反射鏡移動，補償光程差，實現對信號的解調。該系統的基本結構如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩個輸出臂分別作為參考臂和測量臂，用于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的變化而增加未知光程差，參考臂則通過移動反射鏡來補償測量臂所引入的光程差。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時，即兩個干涉光束的光程相等時，將出現干涉極大值，觀察到中心零級干涉條紋，這種現象與外界的干擾因素無關，因此可以利用它來獲取待測物理量的值。會影響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。雖然外界環境的擾動會影響輸出信號的強度，但對于零級干涉條紋的位置并不會造成影響。

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