目前，常用的顯微干涉方式主要有Mirau和Michelson兩種方式。Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu)中，物鏡和被測(cè)樣品之間有兩塊平板，一塊涂覆高反射膜的平板作為參考鏡，另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡。由于參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間，物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對(duì)較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測(cè)量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，因此是常用的顯微干涉測(cè)量方法之一。Mirau顯微干涉結(jié)構(gòu)中，參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間，且物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對(duì)較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測(cè)量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有高分辨率和高靈敏度等特點(diǎn)，適用于微小樣品的測(cè)量。因此，在生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。它可以用不同的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，比如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。納米級(jí)膜厚儀排名

在初始相位為零的情況下，當(dāng)被測(cè)光與參考光之間的光程差為零時(shí)，光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為了探測(cè)兩個(gè)光束之間的零光程差位置，需要使用精密Z向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng)，或移動(dòng)載物臺(tái)。在垂直掃描過(guò)程中，可以用探測(cè)器記錄下干涉光強(qiáng)，得到白光干涉信號(hào)強(qiáng)度與Z向掃描位置（兩光束光程差）之間的變化曲線。通過(guò)干涉圖像序列中某波長(zhǎng)處的白光信號(hào)強(qiáng)度隨光程差變化的示意圖，可以找到光強(qiáng)極大值位置，即為零光程差位置。通過(guò)精確確定零光程差位置，可以實(shí)現(xiàn)樣品表面相對(duì)位移的精密測(cè)量。同時(shí)，通過(guò)確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置，也可以獲得被測(cè)樣品表面的三維高度。納米級(jí)膜厚儀排名廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域，為研究和開(kāi)發(fā)提供了有力的手段。

本文研究的鍺膜厚度約為300nm，導(dǎo)致白光干涉輸出的光譜只有一個(gè)干涉峰，無(wú)法采用常規(guī)的基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案，如峰峰值法等。為此，研究人員提出了一種基于單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的白光干涉測(cè)量方案，并設(shè)計(jì)制作了膜厚測(cè)量系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，峰值波長(zhǎng)和溫度變化之間存在很好的線性關(guān)系。利用該方案，研究人員成功測(cè)量了實(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm，實(shí)驗(yàn)誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長(zhǎng)漂移。該論文通過(guò)對(duì)納米級(jí)薄膜厚度測(cè)量方案的研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍺膜和金膜厚度的測(cè)量，并主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于提出了基于白光干涉單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的解調(diào)方案，并將其應(yīng)用于極短光程差的測(cè)量。

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來(lái)，人們開(kāi)始在理論和實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行探討和研究。結(jié)果表明，動(dòng)態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器，可應(yīng)用于光學(xué)信號(hào)處理和加密領(lǐng)域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的解調(diào)方案，可應(yīng)用于當(dāng)兩光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個(gè)干涉峰的信號(hào)解調(diào)，實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測(cè)量。在頻域干涉中，當(dāng)干涉光程差超過(guò)光源相干長(zhǎng)度時(shí)，仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因?yàn)榘坠夤庠吹墓庾V可以看成是許多單色光的疊加，每一列單色光的相干長(zhǎng)度都是無(wú)限的。當(dāng)使用光譜儀接收干涉光譜時(shí)，由于光譜儀光柵的分光作用，寬光譜的白光變成了窄帶光譜，導(dǎo)致相干長(zhǎng)度發(fā)生變化。白光干涉膜厚儀的應(yīng)用非常廣，特別是在半導(dǎo)體、光學(xué)、電子和化學(xué)等領(lǐng)域。

在初始相位為零的情況下，當(dāng)被測(cè)光與參考光之間的光程差為零時(shí)，光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為探測(cè)兩個(gè)光束之間的零光程差位置，需要精密Z軸向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)載物臺(tái)，垂直掃描過(guò)程中，用探測(cè)器記錄下干涉光強(qiáng)，可得白光干涉信號(hào)強(qiáng)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(zhǎng)處的白光信號(hào)強(qiáng)度隨光程差變化示意圖，曲線中光強(qiáng)極大值位置即為零光程差位置，通過(guò)零過(guò)程差位置的精密定位，即可實(shí)現(xiàn)樣品表面相對(duì)位移的精密測(cè)量；通過(guò)確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置可獲得被測(cè)樣品表面的三維高度。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)。薄膜干涉膜厚儀廠家

Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度決定了儀器的精度。納米級(jí)膜厚儀排名

 基于白光干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的鍺膜厚度測(cè)量方案研究：在對(duì)比研究目前常用的白光干涉測(cè)量方案的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩干涉光束的光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)，常用的基于兩相鄰干涉峰間距的解調(diào)方案不再適用。為此，我們提出了適用于極小光程差并基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的測(cè)量方案。干涉光譜的峰值波長(zhǎng)會(huì)隨著光程差的增大出現(xiàn)周期性的紅移和藍(lán)移，當(dāng)光程差在較小范圍內(nèi)變化時(shí)，峰值波長(zhǎng)的移動(dòng)與光程差成正比。根據(jù)這一原理，搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)對(duì)這一測(cè)量解調(diào)方案進(jìn)行驗(yàn)證，得到了光纖端面半導(dǎo)體鍺薄膜的厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鍺膜的厚度為，與臺(tái)階儀測(cè)量結(jié)果存在，這是因?yàn)楸∧け砻姹旧聿⒉还饣_(tái)階儀的測(cè)量結(jié)果只能作為參考值。鍺膜厚度測(cè)量誤差主要來(lái)自光源的波長(zhǎng)漂移和溫度控制誤差。納米級(jí)膜厚儀排名