光學薄膜光學特性檢測中若干關鍵問題的研究.pdf

1、要制備高性能的光學薄膜器件，其光學特性測試的重要性是毋庸置疑的。隨著光學薄膜設計與制備技術的發(fā)展，各種復雜結構薄膜器件的制備成為可能。設計出來的各種復雜的光學薄膜必須經(jīng)過一系列特性檢測才能最終用于生產(chǎn)實踐；對各種光學特性的了解反過來又能指導和修正現(xiàn)有的設計。本課題在傳統(tǒng)光學薄膜光學特性檢測技術的基礎上，對其中的若干關鍵問題加以討論，設計了一整套針對光學薄膜光度特性、光學常數(shù)以及位相特性檢測和反演的方案。論文主要涉及以下幾個方面：

2、　　 1、光學薄膜光度特性檢測系統(tǒng)的研究。在深入研究國內(nèi)外各種光學薄膜光學特性檢測技術的基礎上，針對其局限性，設計了新型光譜透反射率測試系統(tǒng)，并從總體設計、元器件選擇、硬件電路設計以及上位機軟件編寫四個方面對整個系統(tǒng)的設計方案加以闡述。重點介紹了幾個關鍵功能的具體實現(xiàn)，包括傾斜光入射的處理、多角度反射率的測量、溫度漂移特性的測量、偏振特性的測試及校準以及高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計等等，且均給出了相應的實驗結果，從而對其可行性與正確性加以

3、驗證。最后，將測試得到的數(shù)據(jù)與國外高檔的商用分光光度計相比較，對該光譜測試系統(tǒng)進行了精度分析，詳細分析了誤差的主要來源，同時提出了相應的解決方法。
　　 2、光學薄膜光學常數(shù)反演方法的研究。主要研究了反演光學薄膜光學常數(shù)的幾種方法，包括極值法、包絡線法和光譜擬合算法，重點分析了基于優(yōu)化算法的光譜擬合法的實現(xiàn)原理，將現(xiàn)今流行的優(yōu)化算法，如單純形法、模擬退火法和遺傳算法等應用于光學薄膜光學常數(shù)的反演中，通過模擬和實驗兩方面加以驗證并

4、分析了各種優(yōu)化算法的優(yōu)缺點以及各自的適用場合。此外，考慮到實際透射率的測試必定存在誤差，對如何降低其對光學常數(shù)反演結果的影響作了詳細的討論和分析，提出并從理論上證明了可以借助透射(或反射)光譜對光學常數(shù)的偏導數(shù)來篩選反演計算的波段，從而抑制光學常數(shù)反演結果的誤差。
　　 3、光學薄膜位相特性檢測方法的研究。通過對國內(nèi)外光學薄膜位相檢測技術的研究，提出了包括傅立葉變換法、干涉強度擬合法、包絡線法、節(jié)點擬合法以及小波變換法在內(nèi)的多種