基于白光光譜干涉技術(shù)的薄膜測量方法研究.pdf

1、薄膜作為一種特殊的結(jié)構(gòu)，具有與塊狀材料不同的獨特性能，在光學、信息、生物、航天等領(lǐng)域得到廣泛應用。薄膜的各種特性直接決定著其能否正常工作，因此對薄膜的檢測越發(fā)重要。
　　白光光譜干涉技術(shù)作為一種光學測試方法，具有非接觸、高精度等特點，被廣泛應用于薄膜特性檢測領(lǐng)域。該方法不僅能夠測量薄膜厚度、折射率等信息，而且也能測量相位特性，具有其獨特的優(yōu)勢。本課題圍繞白光光譜干涉技術(shù)展開，研究基于該技術(shù)的薄膜特性檢測，在分析相關(guān)理論的基礎上搭建

2、測試系統(tǒng)，實現(xiàn)薄膜特性檢測。論文的主要工作如下：
　　1.系統(tǒng)論述了薄膜的發(fā)展和應用，對目前常用的薄膜測試方法進行總結(jié)歸納，并詳細闡述了白光光譜干涉測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　2.分析了白光光譜干涉技術(shù)原理。從干涉原理、部分相干光理論和薄膜結(jié)構(gòu)反射特性三個方面分析了該技術(shù)的理論基礎，為后續(xù)工作奠定基礎。
　　3.研究了幾種常用相位提取算法，從求解精度、測量范圍、運算時間、抗噪能力、引入誤差形式等方面進行比較，選擇時間相移

3、法作為本系統(tǒng)的相位提取算法。
　　4.闡述了最優(yōu)化理論，針對局部算法，提出了兩種初值確定方法，基于非線性相位提取初值和基于反射率提取初值，兩種方法均能提取合適的初值用于優(yōu)化計算；針對全局算法，設計了模擬退火法和遺傳算法用于測量薄膜特性參數(shù)，兩種方法均能在不需初值的情況下取得較精確的結(jié)果。從時間、精度等方面對幾種方法進行分析，結(jié)果表明局部算法相比全局算法能夠在更短的時間內(nèi)得到精度更高的結(jié)果；但全局算法不需要初值，并且能夠同時測量膜厚