光學薄膜厚度的光干涉測試方法

前言

第1章 光學薄膜參數及其測量 1
1.1 薄膜光學常數的測量 1
1.2 光學薄膜厚度的測量 7
1.2.1 輪廓儀測量法 8
1.2.2 光干涉測量法 8
參考文獻 11

第2章 干涉法測量薄膜厚度原理 13
2.1 干涉測量裝置 13
2.1.1 干涉儀 13
2.1.2 圖像採集與處理系統 14
2.1.3 軟體系統 15
2.2 干涉儀工作原理 15
2.3 干涉條紋圖像的採集 16
2.4 干涉測長原理 18
2.5 薄膜測試樣片製備 20
參考文獻 21

第3章 干涉條紋法測量薄膜厚度 22
3.1 干涉條紋法原理 22
3.2 干涉條紋小數部分重合法 24
3.3 條紋法處理單幅干涉圖方法及關鍵技術 26
3.3.1 干涉條紋小數部分的自動讀取 26
3.3.2 干涉條紋整數部分K的確定 29
3.3.3 測量結果的修正 30
3.3.4 條紋法測量薄膜厚度的關鍵技術 31
3.4 干涉條紋法實測薄膜厚度結果分析 37
3.4.1 一號薄膜樣片的測試結果及分析 37
3.4.2 二號薄膜樣片的測試結果及分析 39
3.4.3 三號薄膜樣片的測試結果及分析 40
參考文獻 42

第4章 快速傅裡葉變換法測量薄膜厚度 43
4.1 概述 43
4.2 FFT法測量薄膜厚度原理 44
4.2.1 基本原理 44
4.2.2 調製原理 47
4.2.3 數位化原理 48
4.3 FFT法測量薄膜厚度的關鍵技術 49
4.3.1 處理過程概述 49
4.3.2 干涉圖的預處理 50
4.3.3 波面統一 70
4.4 FFT法實測薄膜厚度結果分析 76
4.4.1 FFT法對一號薄膜樣片的測試處理結果及分析 77
4.4.2 FFT法對二號薄膜樣片的測試處理結果及分析 79
4.4.3 FFT法對三號薄膜樣片的測試處理結果及分析 81
參考文獻 83

第5章 相位偏移干涉法測量薄膜厚度 85
5.1 概述 85
5.2 相位偏移干涉法測量薄膜厚度的原理 85
5.3 相位偏移干涉法測量薄膜厚度的關鍵技術 88
5.3.1 移相器及其標定技術 88
5.3.2 減小非線性誤差演算法 96
5.3.3 波面統一 99
5.3.4 干涉條紋圖像波面復原 104
5.4 相位偏移干涉法實測薄膜厚度結果分析 106
5.4.1 一號樣片測量結果及資料分析 106
5.4.2 二號樣片測量結果及資料分析 112
5.4.3 三號樣片測量結果及資料分析 116
5.4.4 四號樣片測量結果及資料分析 120
5.4.5 Zygo干涉儀測量薄膜厚度實例 123
5.4.6 鐳射平面干涉儀測量薄膜厚度實例 126
參考文獻 127

第6章 數字疊柵法測量薄膜厚度 129
6.1 概述 129
6.2 數位疊柵法測量薄膜厚度的原理 130
6.2.1 原理方法 130
6.2.2 數位疊柵技術處理靜態干涉圖範例 131
6.3 數位疊柵法測量薄膜厚度的關鍵技術 133
6.3.1 移相參考干涉圖的生成 133
6.3.2 圖像濾波提取莫爾資訊 134
6.3.3 波面消傾斜 140
6.4 數字疊柵法實測薄膜厚度結果分析 141
6.4.1 一號薄膜樣片測量結果及資料分析 141
6.4.2 二號薄膜樣片測量結果及資料分析 146
參考文獻 148

第7章 薄膜厚度測量的其他光干涉測試方法 149
7.1 波面錯位干涉法測量薄膜厚度 149
7.1.1 波面錯位的實現方法 150
7.1.2 錯位干涉法測量原理 153
7.1.3 錯位干涉法測量薄膜厚度實例 155
7.1.4 測試結果處理及分析 157
7.2 外差干涉法測量薄膜厚度 158
7.2.1 外差干涉法測量原理 158
7.2.2 外差干涉法測量薄膜厚度 160
7.3 條紋掃描法測量薄膜厚度 163
參考文獻 165