該文主要研究了以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，實現納米級薄膜厚度準確測量的可行性，主要涉及三種方法，分別是白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。對于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導體鍺膜，選擇采用白光干涉的測量方法；而對于厚度更薄的金膜，其折射率為復數，且能夠激發表面等離子體效應，因此采用基于表面等離子體共振的測量方法。為了進一步提高測量精度，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并檢測P光和S光之間的相位差來提高厚度測量的精度。白光干涉膜厚測量技術的優化需要對實驗方法和算法進行改進；膜厚儀制作廠家

極值法求解過程計算簡單，快速，同時確定薄膜的多個光學常數及解決多值性問題，測試范圍廣，但沒有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素，以至于精度不夠高。此外，由于受曲線擬合精度的限制，該方法對膜厚的測量范圍有要求，通常用這種方法測量的薄膜厚度應大于200nm且小于10μm，以確保光譜信號中的干涉波峰數恰當。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識來設置每個擬合參數上限、下限，并為該區域的薄膜生成一組或多組光學參數及厚度的初始值，引入適合的色散模型，再根據麥克斯韋方程組的推導。這樣求得的值自然和實際的透過率和反射率（通過光學系統直接測量的薄膜透射率或反射率）有所不同，建立評價函數，當計算的透過率/反射率與實際值之間的偏差小時，我們就可以認為預設的初始值就是要測量的薄膜參數。膜厚儀制作廠家總結，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。

干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實現對薄膜厚度測量的光學方法 ，是一種高精度的測量技術。采用光學干涉原理的測量系統一般具有結構簡單，成本低廉，穩定性好，抗干擾能力強，使用范圍廣等優點。對于大多數的干涉測量任務，都是通過薄膜表面和基底表面之間產生的干涉條紋的形狀和分布規律，來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化，從而達到測量目的。光學干涉測量方法的測量精度可達到甚至優于納米量級，而利用外差干涉進行測量，其精度甚至可以達到10-3nm量級[11]。根據所使用光源的不同，干涉測量方法又可以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，但是不能實現對靜態信號的測量，只能測量輸出信號的變化量或者是連續信號的變化，即只能實現相對測量。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對物理量的測量，是一種測量方式，在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應用。

基于表面等離子體共振傳感的測量方案 ，利用共振曲線的三個特征參量—共振角、半高寬和反射率小值，通過反演計算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時得到金屬薄膜的介電常數和厚度，操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結構的表面等離子體共振實驗系統，測得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時的共振曲線，由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強度測量方案，測量精度受環境影響較大，且測量結果存在多值性的問題，所以我們進一步對偏振外差干涉的改進方案進行了理論分析，根據P光和S光之間相位差的變化實現厚度測量。操作需要一定的專業技能和經驗，需要進行充分的培訓和實踐。

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，再次匯聚發生干涉，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得到進一步提高。膜厚儀制作廠家

白光干涉膜厚測量技術可以實現對不同材料的薄膜進行測量；膜厚儀制作廠家

傅里葉變換是白光頻域解調方法中一種低精度的信號解調方法 。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出，用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調。因此，該解調方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差，進而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調方案的優點是解調速度較快，受干擾信號的影響較小。但是其測量精度較低。根據數字信號處理FFT（快速傅里葉變換）理論，若輸入光源波長范圍為[]λ1,λ2，則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1)，所以此方法主要應用于對解調精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進。該方法總結起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換，然后濾波、提取主頻信號后進行逆傅里葉變換，然后做對數運算，并取其虛部做相位反包裹運算，由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高。膜厚儀制作廠家