波长调制干涉系统课件.ppt

《波长调制干涉系统课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、波长调制干涉系统波长调制干涉系统的应用测量大于半波长的程差变化：带有双反馈控制的正弦波长扫描干涉仪；差分波长扫描外差干涉仪。测量薄膜厚度及表面轮廓：波长扫描干涉仪；全视场波长扫描干涉仪。测量透明平板：横向剪切波长扫描干涉仪——厚度和折射率；波长扫描菲索型干涉仪——厚度和面形。得到白光干涉光谱，测量物体质量：基于3×3光纤耦合器的扫描波长干涉仪带有双反馈控制的正弦波长扫描干涉仪带有双反馈控制的正弦波长扫描干涉仪带有双反馈控制的正弦波长扫描干涉仪带有双反馈控制的正弦波长扫描干涉仪差分波长扫描外差干涉仪DWSHI(differentialwavelength-scann

2、ingheterodyneinterferometer)测量较大台阶高度组成：差分外差干涉(DHI)波长扫描干涉(WSI)为与的频率之差系统光路图差分波长扫描外差干涉仪DWSHI(differentialwavelength-scanningheterodyneinterferometer)测量较大台阶高度波长扫描台阶高度系统光路图差分波长扫描外差干涉仪DWSHI(differentialwavelength-scanningheterodyneinterferometer)测量较大台阶高度半导体光源：中心波长782nm可调谐范围20nm台阶高度：5mm，10mm

3、，50mm测量结果：系统光路图波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——频域分析法波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——频域分析法薄膜上下表面光干涉的振幅约为主导信号振幅的5%FFT变换区分薄膜表面波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——频域分析法测量结果：(a)样品图像(b)A点处得到的干涉信号分布(c)B点处得到的干涉信号分布波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——频域分析法测量结果：公称厚度，测量结果商用白光扫描干涉仪结果(a)基底和上表面重构图(b)基底和下表面重构图全视场波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——空域分析法薄膜厚度薄膜上表面与参考

4、镜的程差，表征薄膜上表面轮廓全视场波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——空域分析法薄膜厚度薄膜上表面与参考镜的程差，表征薄膜上表面轮廓波数全视场波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——空域分析法厚度测量：挡板遮挡①测量光洁基底谱密度②测量薄膜样品谱密度③样品光谱反射率④薄膜厚度波长扫描中的条纹移动数全视场波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——空域分析法表面轮廓数据测量：无挡板遮挡①全波段扫描，测量信号②提取位相函数为由上表面轮廓引起的位相全视场波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——空域分析法表面轮廓数据测量：无挡板遮挡①全波段扫描，测量信号②提取位相

5、函数为由上表面轮廓引起的位相③得到轮廓数据全视场波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——空域分析法测量结果：薄膜厚度测量结果薄膜厚度数据采样误差对厚度大于的薄膜，测量效果较好全视场波长扫描干涉仪测量薄膜厚度及上表面轮廓——空域分析法测量结果：横向剪切波长扫描干涉仪测量透明平板——厚度和折射率横向剪切波长扫描干涉仪测量透明平板——厚度和折射率获得nd：横向剪切波长扫描干涉仪测量透明平板——厚度和折射率求取n和d：移相法，FFT法横向剪切波长扫描干涉仪测量透明平板——厚度和折射率测量结果：硅样品(标称折射率3.47，厚度)上图：干涉信号下图：解调出的位相横向剪切波长

6、扫描干涉仪测量透明平板——厚度和折射率测量结果：硅样品：标称折射率3.47，厚度测量值：折射率厚度波长扫描菲索型干涉仪测量透明平板——表面面形和厚度光程差：位相改变：扫描波长时，干涉条纹以恒定频率变化：基于3×3光纤耦合器的扫描波长干涉仪测量光纤马赫曾德干涉仪的程差PD1~PD3的输出信号：nD:光程差k：0,1,2波长扫描白光光谱从到进行扫描基于3×3光纤耦合器的扫描波长干涉仪测量光纤马赫曾德干涉仪的程差测量结果：ASE光源：1525-1565nm范围波长20nW输出功率FFP-TF：带宽0.325nm左图：PD1、PD2和PD3输出的三条白光光谱右图：PD4得

7、到的标准具光谱基于3×3光纤耦合器的扫描波长干涉仪测量光纤马赫曾德干涉仪的程差测量结果：(a)实验测得的位相改变(b)傅里叶变换解调出的位相改变波长从1525.649到1563.861nm扫描计算得到程差为1358.8测量重复性：路程差为1777450nm误差：±20nm大于傅里叶变换解调法±3nm基于3×3光纤耦合器的扫描波长干涉仪测量物体质量测量结果：长度改变±20nm10m长的光纤大小的应力直径30mm的弹性桶物体重量每次100g分八次加至800g基于3×3光纤耦合器的扫描波长干涉仪测量物体质量测量结果：初始程差1394um，传感臂上施加800g重量后，程差

8、变为171