白光干涉测量光学薄膜厚度

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与激光光源相比，以白光为代表的宽光谱光源由于具有短相干长度的特点使得两光束只有在光程差极小的情况下才能发生干涉，因此不会产生干扰条纹。同时，由于白光干涉产生的干涉条纹具有明显的零光程差位置，避免了干涉级次不确定的问题。
　　本文以白光干涉原理为理论基础，对单层透明薄膜厚度测量尤其对厚度小于光源相干长度的薄膜厚度测量进行了研究。首先，从白光干涉测量薄膜厚度的原理出发，分别详细阐述了白光干涉原理和薄膜测厚原理。接着在金相显微镜的基础上构建了Mirau型垂直白光扫描系统作为实验中测试薄膜厚度的仪器并利用白光干涉原理对PZT的位移量进行了标定。其次，利用Matlab软件模拟了薄膜白光干涉的光强曲线，并在此基础上提出了峰值匹配算法计算薄膜厚度。接着对于该算法进行了理论模拟并根据模拟中出现的缺陷进一步改进了算法。最后，利用本教研室已有的实验条件，用真空镀膜机制备了实验所需的ZrO2、TiO2、SiO2和MgF2薄膜样品。对于每一块薄膜样品，利用Mirau干涉显微镜采集了184幅移相干涉图。用Matlab软件根据提出的算法求解薄膜厚度。同时将所得结果与由真空镀膜机、分光光度计得到的结果进行了对比，证实了该算法与理论值的最大偏差为4％，与镀膜机显示结果的最大偏差为4％，与分光光度计测得的结果的最大偏差为2.7％。从实验仪器和算法两个方面分析了实验中的误差来源。

著录项

作者
罗婷;
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作者单位

南京理工大学;

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授予单位南京理工大学;
学科光学工程
授予学位硕士
导师姓名高志山;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TH744.3;
关键词
光学薄膜; 薄膜测量; 白光干涉; 峰值匹配;

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