通過白光干涉理論分析，詳細(xì)介紹了白光垂直掃描干涉技術(shù)和白光反射光譜技術(shù)的基本原理，并完成了應(yīng)用于測量靶丸殼層折射率和厚度分布實驗裝置的設(shè)計和搭建。該實驗裝置由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊、三維運(yùn)動模塊和氣浮隔震平臺等組成，能夠?qū)崿F(xiàn)對靶丸的負(fù)壓吸附、靶丸位置的精密調(diào)整以及360°范圍的旋轉(zhuǎn)和特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量。基于白光垂直掃描干涉和白光反射光譜的基本原理，提出了一種聯(lián)合使用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度，利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線通過靶丸殼層后的光程增量，從而可以計算得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù)。當(dāng)光路長度增加，儀器的分辨率越高，也越容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響，需采取一些減小噪聲的措施。膜厚儀免費(fèi)咨詢

白光掃描干涉法利用白光作為光源，通過壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進(jìn)行掃描，將干涉條紋掃過被測面，并通過感知相干峰位置來獲取表面形貌信息。測量原理如圖1-5所示。然而，在對薄膜進(jìn)行測量時，其上下表面的反射會導(dǎo)致提取出的白光干涉信號呈現(xiàn)雙峰形式，變得更為復(fù)雜。此外，由于白光掃描干涉法需要進(jìn)行掃描過程，因此測量時間較長，且易受外界干擾。基于圖像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法能夠自動分離雙峰干涉信號，從而實現(xiàn)對薄膜厚度的測量。膜厚儀免費(fèi)咨詢白光干涉膜厚儀需要進(jìn)行校準(zhǔn)和選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

通過基于表面等離子體共振傳感的測量方案，結(jié)合共振曲線的三個特征參數(shù)，即共振角、半高寬和反射率小值，反演計算可以精確地得到待測金屬薄膜的厚度和介電常數(shù)。該方案操作簡單，利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實驗系統(tǒng)即可得到共振曲線，從而得到金膜的厚度。由于該方案為一種強(qiáng)度測量方案，受環(huán)境影響較大，測量結(jié)果存在多值性問題，因此研究人員進(jìn)一步對偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析，從P光和S光之間相位差的變化來實現(xiàn)厚度測量。

本文主要以半導(dǎo)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(xiàn)納米級薄膜厚度準(zhǔn)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(dǎo)體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點(diǎn)，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(fù)數(shù)，且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應(yīng)，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進(jìn)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(diào)手段，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。

干涉測量法是一種基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學(xué)方法，是一種高精度的測量技術(shù)，其采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對于大多數(shù)干涉測量任務(wù)，都是通過分析薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律，來研究待測物理量引入的光程差或位相差的變化，從而實現(xiàn)測量目的。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級，利用外差干涉進(jìn)行測量，其精度甚至可以達(dá)到10^-3 nm量級。根據(jù)所使用的光源不同，干涉測量方法可分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高，但不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量，只能測量輸出信號的變化量或連續(xù)信號的變化，即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量，是一種測量方式，在薄膜厚度測量中得到了廣泛的應(yīng)用。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。膜厚儀詳情

高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。膜厚儀免費(fèi)咨詢

由于靶丸自身特殊的特點(diǎn)和極端的實驗條件，使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復(fù)雜。光學(xué)測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)勢，因此成為了測量靶丸參數(shù)的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數(shù)或光學(xué)參數(shù)測量的方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動共焦法等。然而，靶丸殼層折射率是沖擊波分時調(diào)控實驗研究中的重要參數(shù)，因此對其進(jìn)行精密測量具有重要意義。 常用的折射率測量方法有橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。膜厚儀免費(fèi)咨詢