干涉法測量可表述為：白光干涉光譜法主要利用光的干涉原理和光譜分光原理，利用光在不同波長處的干涉光強進行求解。光源出射的光經分光棱鏡分成兩束，其中一束入射到參考鏡，另一束入射到測量樣品表面，兩束光均發生反射并入射到分光棱鏡，此時這兩束光會發生干涉。干涉光經光譜儀采集得到白光光譜干涉信號，經由計算機處理數據、顯示結果變化，之后讀出厚度值或變化量。如何建立一套基于白光干涉法的晶圓膜厚測量裝置，對于晶圓膜厚測量具有重要意義，設備價格、空間大小、操作難易程度都是其影響因素。這種膜厚儀可以測量大氣壓下，1 nm到1mm范圍內的薄膜厚度。蘇州膜厚儀供應鏈

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相同，因而多種測量方法各有優缺，難以一概而論。將各測量特點總結所示，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。國內膜厚儀貨真價實光路長度越長，儀器分辨率越高，但也越容易受到干擾因素的影響，需要采取降噪措施。

本文主要研究了如何采用白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法來實現納米級薄膜厚度的準確測量，研究對象為半導體鍺和貴金屬金兩種材料。由于不同材料薄膜的特性差異，所適用的測量方法也會有所不同。對于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導體鍺膜，采用白光干涉的測量方法；而對于厚度更薄的金膜，由于其折射率為復數，且具有表面等離子體效應，所以采用基于表面等離子體共振的測量方法會更合適。為了進一步提高測量精度，本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來檢測P光與S光之間的相位差，以提高厚度測量的精度。

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向。此項技術通過使用光譜儀將對條紋的測量轉變為對不同波長光譜的測量，分析被測物體的光譜特性，得到相應的長度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術相比，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測量效率，并減小了環境對其影響。此項技術能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論，采用白光作為寬波段光源，經過分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經由參考面和被測物體入射，反射后再次匯聚合成，并由色散元件分光至探測器，記錄頻域干涉信號。這個光譜信號包含了被測表面信息，如果此時被測物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在光譜信號當中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測量的速度結合起來，形成了一種精度高且速度快的測量方法。廣泛應用于電子、半導體、光學、化學等領域，為研究和開發提供了有力的手段。

光纖白光干涉此次實驗所設計的解調系統是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實現的，所以光源中心波長的穩定性將對實驗結果產生很大的影響。實驗中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產的SLED光源，相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等特點。該光源采用+5V的直流供電，標定中心波長為1550nm，且其輸出功率在一定范圍內是可調的，驅動電流可以達到600mA。測量使用的是寬譜光源。光源的輸出光功率和中心波長的穩定性是光源選取時需要重點考慮的參數。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。膜厚儀一般測什么

可以配合不同的軟件進行分析和數據處理，例如建立數據庫、統計數據等。蘇州膜厚儀供應鏈

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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