薄膜是指分子、原子或者是離子在基底表面沉積形成的一種特殊的二維材料。近幾十年來，隨著材料科學和鍍膜工藝的不斷發(fā)展，厚度在納米量級（幾納米到幾百納米范圍內(nèi)）薄膜的研究和應用迅速增加。與體材料相比，因為納米薄膜的尺寸很小，使得表面積與體積的比值增加，表面效應所表現(xiàn)出的性質(zhì)非常突出，因而在光學性質(zhì)和電學性質(zhì)上有許多獨特的表現(xiàn)。納米薄膜應用于傳統(tǒng)光學領域，在生產(chǎn)實踐中也得到了越來越廣泛的應用，尤其是在光通訊、光學測量，傳感，微電子器件，生物與醫(yī)學工程等領域的應用空間更為廣闊。白光干涉膜厚測量技術可以應用于光學涂層中的薄膜反射率測量。北京膜厚儀技術指導

針對靶丸自身獨特的特點及極端實驗條件需求，使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復雜。如何精確地測定靶丸的光學參數(shù)，一直是激光聚變研究者非常關注的課題。由于光學測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)越性，靶丸參數(shù)測量通常采用光學測量方式。常用的光學參數(shù)測量手段很多，目前，常用于測量靶丸幾何參數(shù)或光學參數(shù)的測量方法有白光干涉法、光學顯微干涉法、激光差動共焦法等。靶丸殼層折射率是沖擊波分時調(diào)控實驗研究中的重要參數(shù)，因此，精密測量靶丸殼層折射率十分有意義。而常用的折射率測量方法[13]，如橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。海淀區(qū)推薦膜厚儀白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的表面和內(nèi)部進行聯(lián)合測量和分析。

在激光慣性約束核聚變實驗中，靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進和仿真模擬核聚變實驗過程的基礎，因此如何對靶丸多個參數(shù)進行同步、高精度、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實驗中的關鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測量方法各有利弊，但針對本文實驗，仍然無法滿足激光核聚變技術對靶丸參數(shù)測量的高要求，靶丸參數(shù)測量存在以下問題：不能對靶丸進行破壞性切割測量，否則，被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實驗；需要同時測得靶丸的多個參數(shù)，不同參數(shù)的單獨測量，無法提供靶丸制備和核聚變反應過程中發(fā)生的結構變化現(xiàn)象和規(guī)律，并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測量標準。靶丸屬于自支撐球形薄膜結構，曲面應力大、難展平的特點導致靶丸與基底不能完全貼合，在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結構

利用包絡線法計算薄膜的光學常數(shù)和厚度，但目前看來包絡法還存在很多不足，包絡線法需要產(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確度。其次，薄膜吸收的強弱也會影響該方法的準確度，對于吸收較強的薄膜，隨干涉條紋減少，極大值與極小值包絡線逐漸匯聚成一條曲線，該方法就不再適用。因此，包絡法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的厚度、反射率、折射率等光學參數(shù)進行測量。

確定靶丸折射率及厚度的算法，由于干涉光譜信號與膜的光參量直接相關，這里主要考慮光譜分析的方法根據(jù)測量膜的反射或透射光譜進行分析計算，可獲得膜的厚度、折射率等參數(shù)。根據(jù)光譜信號分析計算膜折射率及厚度的方法主要有極值法和包絡法、全光譜擬合法。極值法測量膜厚度主要是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計算，對于弱色散介質(zhì)，折射率為恒定值，根據(jù)兩個或兩個以上的極大值點的位置，求得膜的光學厚度，若已知膜折射率即可求解膜的厚度；對于強色散介質(zhì)，首先利用極值點求出膜厚度的初始值。薄膜厚度是一恒定不變值，可根據(jù)極大值點位置的光學厚度關系式獲得入射波長和折射率的對應關系，再依據(jù)薄膜材質(zhì)的色散特性，引入合適的色散模型，常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型、Lorenz模型等，利用折射率與入射波長的關系式，通過二乘法擬合得到色散模型的系數(shù)，即可解得任意入射波長下的折射率。白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉圖像的分析實現(xiàn)對薄膜的表面和內(nèi)部結構測量。泰安膜厚儀行業(yè)應用

白光干涉膜厚測量技術可以應用于電子顯示器中的薄膜厚度測量。北京膜厚儀技術指導

與激光光源相比以白光的寬光譜光源由于具有短相干長度的特點使得兩光束只有在光程差極小的情況下才能發(fā)生干涉因此不會產(chǎn)生干擾條紋。同時由于白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置避免了干涉級次不確定的問題。本文以白光干涉原理為理論基礎對單層透明薄膜厚度測量尤其對厚度小于光源相干長度的薄膜厚度測量進行了研究。首先從白光干涉測量薄膜厚度的原理出發(fā)、分別詳細闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理。接著在金相顯微鏡的基礎上構建了型垂直白光掃描系統(tǒng)作為實驗中測試薄膜厚度的儀器并利用白光干涉原理對的位移量進行了標定。北京膜厚儀技術指導

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