光纖白光干涉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(wěn)定性是光源選取時需要重點(diǎn)考慮的參數(shù)。論文所設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實(shí)現(xiàn)的，所以光源中心波長的穩(wěn)定性將對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產(chǎn)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(diǎn)。該光源采用+5V的直流供電，標(biāo)定中心波長為1550nm，且其輸出功率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的，驅(qū)動電流可以達(dá)到600mA。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于太陽能電池中的薄膜光學(xué)參數(shù)測量。小型膜厚儀技術(shù)指導(dǎo)
白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術(shù)測量的局限性。白光掃描干涉法采用白光作為光源，白光作為一種寬光譜的光源，相干長度較短，因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi)。而且在白光干涉時，有一個確切的零點(diǎn)位置。測量光和參考光的光程相等時，所有波段的光都會發(fā)生相長干涉，這時就能觀測到有一個很明亮的零級條紋，同時干涉信號也出現(xiàn)最大值，通過分析這個干涉信號，就能得到表面上對應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的相對高度，從而得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過測量干涉條紋來完成的，而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此，為了提高精度，就需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，這使得條紋的測量變成一項(xiàng)費(fèi)力又費(fèi)時的工作。新型膜厚儀應(yīng)用案例白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實(shí)驗(yàn)方法和算法進(jìn)行改進(jìn)。
干涉法作為面掃描方式可以一次性對薄膜局域內(nèi)的厚度進(jìn)行解算，適用于對面型整體形貌特征要求較高的測量對象。干涉法算法在于相位信息的提取，借助多種復(fù)合算法通?？梢赃_(dá)到納米級的測量準(zhǔn)確度。然而主動干涉法對條紋穩(wěn)定性不佳，光學(xué)元件表面的不清潔、光照度不均勻、光源不穩(wěn)定、外界氣流震動干擾等因素均可能影響干涉圖的完整性[39]，使干涉圖樣中包含噪聲和部分區(qū)域的陰影，給后期處理帶來困難。除此之外，干涉法系統(tǒng)精度的來源——精密移動及定位部件也增加了系統(tǒng)的成本，高精度的干涉儀往往較為昂貴。
光學(xué)測厚方法集光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為一體，以其光波長為測量基準(zhǔn)，從原理上保證了納米級的測量精度。同時，光學(xué)測厚作為非接觸式的測量方法，被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。其中，薄膜厚度光學(xué)測量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法，其適用范圍各有側(cè)重，褒貶不一。因此結(jié)合多種測量方法的多通道式復(fù)合測量法也有研究，如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法，彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的三維成像和分析。
白光干涉時域解調(diào)方案需要借助機(jī)械掃描部件帶動干涉儀的反射鏡移動，補(bǔ)償光程差，實(shí)現(xiàn)對信號的解調(diào)[44-45]。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩輸出臂分別作為參考臂和測量臂，作用是將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量而增加了一個未知的光程，參考臂則通過移動反射鏡來實(shí)現(xiàn)對測量臂引入的光程差的補(bǔ)償。當(dāng)干涉儀兩臂光程差ΔL=0時，即兩干涉光束為等光程的時候，出現(xiàn)干涉極大值，可以觀察到中心零級干涉條紋，而這一現(xiàn)象與外界的干擾因素?zé)o關(guān)，因而可據(jù)此得到待測物理量的值。干擾輸出信號強(qiáng)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。外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強(qiáng)度，但是對零級干涉條紋的位置不會產(chǎn)生影響。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對薄膜的形貌變化的測量和分析。小型膜厚儀技術(shù)指導(dǎo)
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于不同材料的薄膜的研究和制造中。小型膜厚儀技術(shù)指導(dǎo)
微納制造技術(shù)的發(fā)展推動著檢測技術(shù)向微納領(lǐng)域進(jìn)軍，微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件中的重要組成部分，在半導(dǎo)體、醫(yī)學(xué)、航天航空、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，由于其微小和精細(xì)的特征，傳統(tǒng)檢測方法不能滿足要求。白光干涉法具有非接觸、無損傷、高精度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在微納檢測領(lǐng)域，另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優(yōu)點(diǎn)。因此，本文提出了白光干涉光譜測量方法并搭建了測量系統(tǒng)。和傳統(tǒng)白光掃描干涉方法相比，其特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力，并且測量速度較快。小型膜厚儀技術(shù)指導(dǎo)
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