作者：苏俊宏
页数：176
出版社：科学出版社
出版日期：2018
ISBN：9787030623027
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
光干涉计量测试技术是以波长为计量单位，是一种认可的高精度计量测试技术。干涉仪输出的是一幅干涉图，借助于数学物理模型，可以将干涉图与多种被测参数相联系，从而实现相关物理参数的测量。薄膜光学常数(折射率、消光系数)和厚度是薄膜设计和制备所必需的重要参数，其受制备工艺的影响不同而不同，因此要制备性能稳定的薄膜器件，提高生产制备的成品率，就必须准确地检测出各种制备工艺下薄膜器件的光学常数和厚度值。在国家靠前科技合作计划及省部级科技计划项目的支持下，以高精度的光干涉测试为原理，开展了以多种光干涉测试方法对光学薄膜厚度的测量研究，形成了基于高精度光干涉测试技术的薄膜厚度测量系列方法。
本书特色
光干涉计量测试技术是以波长为计量单位，是一种公认的高精度计量测试技术。干涉仪输出的是一幅干涉图，借助于数学物理模型，可以将干涉图与多种被测参数相联系，从而实现相关物理参数的测量。薄膜光学常数(折射率、消光系数)和厚度是薄膜设计和制备所必需的重要参数，其受制备工艺的影响不同而不同，因此要制备性能稳定的薄膜器件，提高生产制备的成品率，就必须精确地检测出各种制备工艺下薄膜器件的光学常数和厚度值。在国家国际
目录
目录
前言
第1章 光学薄膜参数及其测量 1
1.1 薄膜光学常数的测量 1
1.2 光学薄膜厚度的测量 7
1.2.1 轮廓仪测量法 8
1.2.2 光干涉测量法 8
参考文献 11
第2章 干涉法测量薄膜厚度原理 13
2.1 干涉测量装置 13
2.1.1 干涉仪 13
2.1.2 图像采集与处理系统 14
2.1.3 软件系统 15
2.2 干涉仪工作原理 15
2.3 干涉条纹图像的采集 16
2.4 干涉测长原理 18
2.5 薄膜测试样片制备 20
参考文献 21
第3章 干涉条纹法测量薄膜厚度 22
3.1 干涉条纹法原理 22
3.2 干涉条纹小数部分重合法 24
3.3 条纹法处理单幅干涉图方法及关键技术 26
3.3.1 干涉条纹小数部分的自动读取 26
3.3.2 干涉条纹整数部分K的确定 29
3.3.3 测量结果的修正 30
3.3.4 条纹法测量薄膜厚度的关键技术 31
3.4 干涉条纹法实测薄膜厚度结果分析 37
3.4.1 一号薄膜样片的测试结果及分析 37
3.4.2 二号薄膜样片的测试结果及分析 39
3.4.3 三号薄膜样片的测试结果及分析 40
参考文献 42
第4章 快速傅里叶变换法测量薄膜厚度 43
4.1 概述 43
4.2 FFT法测量薄膜厚度原理 44
4.2.1 基本原理 44
4.2.2 调制原理 47
4.2.3 数字化原理 48
4.3 FFT法测量薄膜厚度的关键技术 49
4.3.1 处理过程概述 49
4.3.2 干涉图的预处理 50
4.3.3 波面统一 70
4.4 FFT法实测薄膜厚度结果分析 76
4.4.1 FFT法对一号薄膜样片的测试处理结果及分析 77
4.4.2 FFT法对二号薄膜样片的测试处理结果及分析 79
4.4.3 FFT法对三号薄膜样片的测试处理结果及分析 81
参考文献 83
第5章 相位偏移干涉法测量薄膜厚度 85
5.1 概述 85
5.2 相位偏移干涉法测量薄膜厚度的原理 85
5.3 相位偏移干涉法测量薄膜厚度的关键技术 88
5.3.1 移相器及其标定技术 88
5.3.2 减小非线性误差算法 96
5.3.3 波面统一 99
5.3.4 干涉条纹图像波面复原 104
5.4 相位偏移干涉法实测薄膜厚度结果分析 106
5.4.1 一号样片测量结果及数据分析 106
5.4.2 二号样片测量结果及数据分析 112
5.4.3 三号样片测量结果及数据分析 116
5.4.4 四号样片测量结果及数据分析 120
5.4.5 Zygo干涉仪测量薄膜厚度实例 123
5.4.6 激光平面干涉仪测量薄膜厚度实例 126
参考文献 127
第6章 数字叠栅法测量薄膜厚度 129
6.1 概述 129
6.2 数字叠栅法测量薄膜厚度的原理 130
6.2.1 原理方法 130
6.2.2 数字叠栅技术处理静态干涉图范例 131
6.3 数字叠栅法测量薄膜厚度的关键技术 133
6.3.1 移相参考干涉图的生成 133
6.3.2 图像滤波提取莫尔信息 134
6.3.3 波面消倾斜 140
6.4 数字叠栅法实测薄膜厚度结果分析 141
6.4.1 一号薄膜样片测量结果及数据分析 141
6.4.2 二号薄膜样片测量结果及数据分析 146
参考文献 148
第7章 薄膜厚度测量的其他光干涉测试方法 149
7.1 波面错位干涉法测量薄膜厚度 149
7.1.1 波面错位的实现方法 150
7.1.2 错位干涉法测量原理 153
7.1.3 错位干涉法测量薄膜厚度实例 155
7.1.4 测试结果处理及分析 157
7.2 外差干涉法测量薄膜厚度 158
7.2.1 外差干涉法测量原理 158
7.2.2 外差干涉法测量薄膜厚度 160
7.3 条纹扫描法测量薄膜厚度 163
参考文献 165
前言
第1章 光学薄膜参数及其测量 1
1.1 薄膜光学常数的测量 1
1.2 光学薄膜厚度的测量 7
1.2.1 轮廓仪测量法 8
1.2.2 光干涉测量法 8
参考文献 11
第2章 干涉法测量薄膜厚度原理 13
2.1 干涉测量装置 13
2.1.1 干涉仪 13
2.1.2 图像采集与处理系统 14
2.1.3 软件系统 15
2.2 干涉仪工作原理 15
2.3 干涉条纹图像的采集 16
2.4 干涉测长原理 18
2.5 薄膜测试样片制备 20
参考文献 21
第3章 干涉条纹法测量薄膜厚度 22
3.1 干涉条纹法原理 22
3.2 干涉条纹小数部分重合法 24
3.3 条纹法处理单幅干涉图方法及关键技术 26
3.3.1 干涉条纹小数部分的自动读取 26
3.3.2 干涉条纹整数部分K的确定 29
3.3.3 测量结果的修正 30
3.3.4 条纹法测量薄膜厚度的关键技术 31
3.4 干涉条纹法实测薄膜厚度结果分析 37
3.4.1 一号薄膜样片的测试结果及分析 37
3.4.2 二号薄膜样片的测试结果及分析 39
3.4.3 三号薄膜样片的测试结果及分析 40
参考文献 42
第4章 快速傅里叶变换法测量薄膜厚度 43
4.1 概述 43
4.2 FFT法测量薄膜厚度原理 44
4.2.1 基本原理 44
4.2.2 调制原理 47
4.2.3 数字化原理 48
4.3 FFT法测量薄膜厚度的关键技术 49
4.3.1 处理过程概述 49
4.3.2 干涉图的预处理 50
4.3.3 波面统一 70
4.4 FFT法实测薄膜厚度结果分析 76
4.4.1 FFT法对一号薄膜样片的测试处理结果及分析 77
4.4.2 FFT法对二号薄膜样片的测试处理结果及分析 79
4.4.3 FFT法对三号薄膜样片的测试处理结果及分析 81
参考文献 83
第5章 相位偏移干涉法测量薄膜厚度 85
5.1 概述 85
5.2 相位偏移干涉法测量薄膜厚度的原理 85
5.3 相位偏移干涉法测量薄膜厚度的关键技术 88
5.3.1 移相器及其标定技术 88
5.3.2 减小非线性误差算法 96
5.3.3 波面统一 99
5.3.4 干涉条纹图像波面复原 104
5.4 相位偏移干涉法实测薄膜厚度结果分析 106
5.4.1 一号样片测量结果及数据分析 106
5.4.2 二号样片测量结果及数据分析 112
5.4.3 三号样片测量结果及数据分析 116
5.4.4 四号样片测量结果及数据分析 120
5.4.5 Zygo干涉仪测量薄膜厚度实例 123
5.4.6 激光平面干涉仪测量薄膜厚度实例 126
参考文献 127
第6章 数字叠栅法测量薄膜厚度 129
6.1 概述 129
6.2 数字叠栅法测量薄膜厚度的原理 130
6.2.1 原理方法 130
6.2.2 数字叠栅技术处理静态干涉图范例 131
6.3 数字叠栅法测量薄膜厚度的关键技术 133
6.3.1 移相参考干涉图的生成 133
6.3.2 图像滤波提取莫尔信息 134
6.3.3 波面消倾斜 140
6.4 数字叠栅法实测薄膜厚度结果分析 141
6.4.1 一号薄膜样片测量结果及数据分析 141
6.4.2 二号薄膜样片测量结果及数据分析 146
参考文献 148
第7章 薄膜厚度测量的其他光干涉测试方法 149
7.1 波面错位干涉法测量薄膜厚度 149
7.1.1 波面错位的实现方法 150
7.1.2 错位干涉法测量原理 153
7.1.3 错位干涉法测量薄膜厚度实例 155
7.1.4 测试结果处理及分析 157
7.2 外差干涉法测量薄膜厚度 158
7.2.1 外差干涉法测量原理 158
7.2.2 外差干涉法测量薄膜厚度 160
7.3 条纹扫描法测量薄膜厚度 163
参考文献 165
