論文主要以半導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,。半導體鍺膜具有折射率高,，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點，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數(shù),，且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法,；為了進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,。該技術可以通過測量干涉曲線來計算薄膜的厚度,。邵陽膜厚儀制作廠家

薄膜作為一種特殊的微結(jié)構，近年來在電子學,、摩擦學,、現(xiàn)代光學得到了廣泛的應用，薄膜的測試技術變得越來越重要,。尤其是在厚度這一特定方向上,，尺寸很小，基本上都是微觀可測量,。因此,，在微納測量領域中，薄膜厚度的測試是一個非常重要而且很實用的研究方向,。在工業(yè)生產(chǎn)中,，薄膜的厚度直接關系到薄膜能否正常工作。在半導體工業(yè)中,，膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段,。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能、力學性能和光學性能等,，所以準確地測量薄膜的厚度成為一種關鍵技術,。邵陽膜厚儀制作廠家白光干涉膜厚測量技術可以應用于光學元件制造中的薄膜厚度控制。

薄膜作為改善器件性能的重要途徑,，被廣泛應用于現(xiàn)代光學,、電子、醫(yī)療,、能源,、建材等技術領域。受薄膜制備工藝及生產(chǎn)環(huán)境影響,，成品薄膜存在厚度分布不均,、表面粗糙度大等問題，導致其光學及物理性能達不到設計要求,，嚴重影響成品的性能及應用,。隨著薄膜生產(chǎn)技術的迅速發(fā)展，準確測量和科學評價薄膜特性作為研究熱點,，也引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。厚度作為關鍵指標直接影響薄膜工作特性,，合理監(jiān)控薄膜厚度對于及時調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù),、降低加工成本、提高生產(chǎn)效率及企業(yè)競爭力等具有重要作用和深遠意義,。然而,，對于市場份額占比大的微米級工業(yè)薄膜,，除要求測量系統(tǒng)不僅具有百納米級的測量精度之外，還要求具備體積小,、穩(wěn)定性好的特點,，以適應工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的在線檢測需求。目前光學薄膜測厚方法仍無法兼顧高精度,、輕小體積,，以及合理的系統(tǒng)成本，而具備納米級測量分辨力的商用薄膜測厚儀器往往價格昂貴,、體積較大,，且無法響應工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測量需求?；谝陨戏治?，本課題提出基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測量解決方案，研制小型化,、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng),，并提出無需標定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計算算法。研發(fā)的系統(tǒng)可以實現(xiàn)微米級工業(yè)薄膜的厚度測量,。

為了分析白光反射光譜的測量范圍,，開展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實驗。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測量曲線,，如圖所示,，對于殼層厚度30μm的靶丸，其白光反射光譜各譜峰非常密集,、干涉級次數(shù)值大,；此外，由于靶丸殼層的吸收,，壁厚較大的靶丸信號強度相對較弱,。隨著靶丸殼層厚度的進一步增加，其白光反射光譜各譜峰將更加密集,，難以實現(xiàn)對各干涉譜峰波長的測量,。為實現(xiàn)較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量，需采用紅外的寬譜光源和光譜探測器,。對于殼層厚度為μm的靶丸,，測量的波峰相對較少，容易實現(xiàn)靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長的準確測量,；隨著靶丸殼層厚度的進一步減小,，兩干涉信號之間的光程差差異非常小，以至于他們的光譜信號中只有一個干涉波峰，基于峰值探測的白光反射光譜方法難以實現(xiàn)其厚度的測量,；為實現(xiàn)較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,，可采用紫外的寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。白光干涉膜厚測量技術可以應用于半導體制造中的薄膜厚度控制,。

論文所研究的鍺膜厚度約300nm,，導致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰，此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案（如峰峰值法等）將不再適用,。為此,，我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案，并設計搭建了膜厚測量系統(tǒng),。溫度測量實驗結(jié)果表明,，峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關系。利用該測量方案,，我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,，實驗誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。論文通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,，實現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量,。論文主要的創(chuàng)新點是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案，并將其應用于極短光程差的測量,。白光干涉膜厚測量技術可以應用于生物醫(yī)學中的薄膜生物學特性分析,。長沙膜厚儀使用方法

白光干涉膜厚測量技術可以實現(xiàn)對復雜薄膜結(jié)構的測量。邵陽膜厚儀制作廠家

自1986年E.Wolf證明了相關誘導光譜的變化以來,，人們在理論和實驗上展開了討論和研究,。結(jié)果表明，動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,，應用于光學信號處理和加密領域,。在論文中，我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,，可以用于當光程差非常小導致其干涉光譜只有一個干涉峰時的信號解調(diào),，實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,，當干涉光程差超過光源相干長度的時候,，仍然可以觀察到干涉條紋。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,，每一列單色光的相干長度都是無限的,。當我們使用光譜儀來接收干涉光譜時，由于光譜儀光柵的分光作用,，將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,，從而使相干長度發(fā)生變化。邵陽膜厚儀制作廠家