專(zhuān)利名稱(chēng)：利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著薄膜技術(shù)和光電器件的廣泛應(yīng)用，光學(xué)薄膜已廣泛應(yīng)用于軍用和民用器件生產(chǎn)中。光學(xué)薄膜作為獨(dú)立于體材料存在的一種相，有著許多獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)取決于光學(xué)薄膜制作工藝的同時(shí)，也與光學(xué)薄膜厚度密切相關(guān)，因此厚度測(cè)量對(duì)于光學(xué)薄膜材料的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的研究十分重要。薄膜厚度是薄膜設(shè)計(jì)和工藝制造中的關(guān)鍵參數(shù)之一，隨著光電技術(shù)以及微電子技術(shù)的快速發(fā)展，薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，各種厚度只有幾百甚至數(shù)十納米的單層或多層功能薄膜成為當(dāng)前材料研究的熱點(diǎn)，使得精確測(cè)量薄膜厚度成為薄膜技術(shù)研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題。因此，精確確定厚度與光學(xué)常數(shù)對(duì)于研究薄膜的性質(zhì)具有重要意義。光干涉計(jì)量測(cè)試技術(shù)以波長(zhǎng)為計(jì)量單位，是一種公認(rèn)的高精度計(jì)量測(cè)試技術(shù)。許多精密測(cè)試工作都是以光干涉的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。干涉儀輸出的是一幅干涉圖，借助數(shù)學(xué)物理模型可以將干涉圖與多種被測(cè)參數(shù)相聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量相關(guān)的物理參數(shù)。相移干涉術(shù)是將數(shù)字相移技術(shù)引入到干涉計(jì)量技術(shù)中而發(fā)展起來(lái)的，近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用。目前測(cè)量方法主要分為三角測(cè)量法和相位測(cè)量法最簡(jiǎn)單的三角測(cè)量系統(tǒng)是從光源發(fā)射一束光照射到被測(cè)物體表面，通過(guò)成像觀察鏡觀察反射光點(diǎn)的位置，從而計(jì)算出物點(diǎn)的位移；由于入射和反射光構(gòu)成一個(gè)三角形，所以稱(chēng)為三角測(cè)量法；相位測(cè)量法是采用入射光被測(cè)物體上下表面反射，反射光滿(mǎn)足一定要求時(shí)便會(huì)出現(xiàn)干涉條紋，物體表面的深度信息將對(duì)條紋的振幅和位相進(jìn)行調(diào)制，采用一定的算法可將攜帶物體深度信息的相位變化解調(diào)出來(lái)，從而得到物體的厚度信息。三角測(cè)量裝置簡(jiǎn)單，適于測(cè)量加工表面粗糙的非接觸測(cè)量，但是測(cè)量精度較低。相位測(cè)量法測(cè)量精度夠高，但是裝置相對(duì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)薄膜厚度的方法的測(cè)量精度低的問(wèn)題，從而提供一種利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置及方法。利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置，它包括擋光板和CCD探測(cè)器；擋光板上開(kāi)有一號(hào)狹縫和二號(hào)狹縫；待測(cè)光學(xué)薄膜覆蓋并固定在一號(hào)狹縫的入射面上；垂直入射至擋光板的偏振光束覆蓋擋光板上的一號(hào)狹縫和二號(hào)狹縫，該偏振光束經(jīng)待測(cè)光學(xué)薄膜透射并經(jīng)一號(hào)狹縫出射形成第一束偏振光；該偏振光束二號(hào)狹縫出射形成第二束偏振光；第一束偏振光和第二束偏振光均入射至CXD探測(cè)器的探測(cè)面上，并形成干涉條紋，CCD探測(cè)器的探測(cè)面與擋光板相互平行。一號(hào)狹縫和二號(hào)狹縫相互平行，且一號(hào)狹縫的縱向截面和二號(hào)狹縫的縱向截面位于同一個(gè)豎直平面上?；谏鲜鲅b置的利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的方法，它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、在第一束偏振光和第二束偏振光在CCD探測(cè)器的探測(cè)面上形成的干涉條紋中任取一段干涉條紋與公式
權(quán)利要求
1.利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置，其特征是它包括擋光板(2)和CCD探測(cè)器(3);擋光板(2)上開(kāi)有一號(hào)狹縫(21)和二號(hào)狹縫(22);待測(cè)光學(xué)薄膜(I)覆蓋并固定在一號(hào)狹縫(21)的入射面上；垂直入射至擋光板(2)的偏振光束覆蓋擋光板(2)上的一號(hào)狹縫(21)和二號(hào)狹縫(22),該偏振光束經(jīng)待測(cè)光學(xué)薄膜(I)透射并經(jīng)一號(hào)狹縫(21)出射形成第一束偏振光；該偏振光束二號(hào)狹縫(22)出射形成第二束偏振光；第一束偏振光和第二束偏振光均入射至CCD探測(cè)器(3)的探測(cè)面上，并形成干涉條紋， CCD探測(cè)器(3)的探測(cè)面與擋光板(2)相互平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置，其特征在于一號(hào)狹縫(21)和二號(hào)狹縫(22)相互平行，且一號(hào)狹縫(21)的縱向截面和二號(hào)狹縫(22)的縱向截面位于同一個(gè)豎直平面上。
3.基于權(quán)利要求I的利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的方法，其特征是它由以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟一、在第一束偏振光和第二束偏振光在CCD探測(cè)器(3)的探測(cè)面上形成的干涉條紋中任取一段干涉條紋與公式
全文摘要
利用雙縫干涉法測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置及方法，涉及測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的裝置及方法。它是為了解決現(xiàn)有的光學(xué)薄膜厚度的方法的測(cè)量精度低的問(wèn)題。其裝置垂直入射至擋光板的偏振光束覆蓋擋光板上的一號(hào)狹縫和二號(hào)狹縫，該偏振光束經(jīng)待測(cè)光學(xué)薄膜透射并經(jīng)一號(hào)狹縫出射形成第一束偏振光；該偏振光束二號(hào)狹縫出射形成第二束偏振光；第一束偏振光和第二束偏振光均入射至CCD探測(cè)器的探測(cè)面上，并形成干涉條紋，CCD探測(cè)器的探測(cè)面與擋光板相互平行。其方法任取一段干涉條紋與光強(qiáng)公式進(jìn)行擬合，獲得待測(cè)光學(xué)薄膜引起的光程差，進(jìn)而獲得待測(cè)光學(xué)薄膜的厚度。本發(fā)明適用于測(cè)量光學(xué)薄膜厚度。
文檔編號(hào)G01B11/06GK102607435SQ20121008455
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者李林軍, 王司, 白云峰, 白繼元, 賀澤龍 申請(qǐng)人:黑龍江工程學(xué)院