開展白光干涉理論分析，在此基礎(chǔ)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，完成了應(yīng)用于靶丸殼層折射率和厚度分布測量實驗裝置的設(shè)計及搭建。該實驗裝置主要由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊、三維運動模塊、氣浮隔震平臺等幾部分組成，可實現(xiàn)靶丸的負(fù)壓吸附、靶丸位置的精密調(diào)整以及靶丸360°范圍的旋轉(zhuǎn)及特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量?；诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理,建立了二者聯(lián)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，二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析。漳州推薦膜厚儀
光譜擬合法易于測量具有應(yīng)用領(lǐng)域，由于使用了迭代算法，因此該方法的優(yōu)缺點在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著各種全局優(yōu)化算法的引入，遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數(shù)的測量。其缺點是不夠?qū)嵱茫摲椒ㄐ枰粋€較好的薄膜的光學(xué)模型(包括色散系數(shù)、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng))，但是在實際測試過程中，薄膜的色散和吸收的公式通常不準(zhǔn)確，尤其是對于多層膜體系，建立光學(xué)模型非常困難，無法用公式準(zhǔn)確地表示出來。在實際應(yīng)用中只能使用簡化模型，因此，通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計算速度慢也不能滿足快速計算的要求。鷹潭防水膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)通信中的薄膜透過率測量。
白光干涉頻域解調(diào)顧名思義是在頻域分析解調(diào)信號，測量裝置與時域解調(diào)裝置幾乎相同，只需把光強(qiáng)測量裝置換為光譜儀或者是CCD，接收到的信號是光強(qiáng)隨著光波長的分布。由于時域解調(diào)中接收到的信號是一定范圍內(nèi)所有波長的光強(qiáng)疊加，因此將頻譜信號中各個波長的光強(qiáng)疊加，即可得到與它對應(yīng)的時域接收信號。由此可見，頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息，還包含了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中，當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長度時，仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用，能夠?qū)捵V光變成窄帶光譜，從而增加了光譜的相干長度。這一解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點就是在整個測量系統(tǒng)中沒有使用機(jī)械掃描部件，從而在測量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。
本章主要介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯(lián)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，二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)。在實驗數(shù)據(jù)處理方面，為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點判讀可能存在干涉級次誤差的問題，提出MATLAB曲線擬合測定極值點波長以及利用干涉級次連續(xù)性進(jìn)行干涉級次判定的數(shù)據(jù)處理方法。應(yīng)用碳?xì)?CH)薄膜對測量結(jié)果的可靠性進(jìn)行了實驗驗證。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉曲線的分析實現(xiàn)對薄膜的光學(xué)參數(shù)和厚度分布的聯(lián)合測量和分析。
白光掃描干涉法采用白光為光源，壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進(jìn)行掃描，干涉條紋掃過被測面，通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示。而對于薄膜的測量，上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到，但是由于薄膜上下表面的反射，會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式，變得更復(fù)雜。另外，由于白光掃描法需要掃描過程，因此測量時間較長而且易受外界干擾?；趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法，實現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離，實現(xiàn)了薄膜厚度的測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)的應(yīng)用涵蓋了材料科學(xué)、光學(xué)制造、電子工業(yè)等多個領(lǐng)域。咸寧高精度膜厚儀
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量。漳州推薦膜厚儀
利用包絡(luò)線法計算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度，但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足，包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動，要求在測量波段內(nèi)存在多個干涉極值點，且干涉極值點足夠多，精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點建立的，在沒有正確方法建立包絡(luò)線時，通常使用拋物線插值法建立，這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對測量對象要求高，如果薄膜較薄或厚度不足情況下，會造成干涉條紋減少，干涉波峰個數(shù)較少，要利用干涉極值點建立包絡(luò)線就越困難，且利用拋物線插值法擬合也很困難，從而降低該方法的準(zhǔn)確度。其次，薄膜吸收的強(qiáng)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度，對于吸收較強(qiáng)的薄膜，隨干涉條紋減少，極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線，該方法就不再適用。因此，包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。漳州推薦膜厚儀