開展白光干涉理論分析 ，在此基礎(chǔ)詳細(xì)介紹了白光垂直掃描干涉技術(shù)和白光反射光譜技術(shù)的基本原理，完成了應(yīng)用于靶丸殼層折射率和厚度分布測量實驗裝置的設(shè)計及搭建。該實驗裝置主要由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊、三維運(yùn)動模塊、氣浮隔震平臺等幾部分組成，可實現(xiàn)靶丸的負(fù)壓吸附、靶丸位置的精密調(diào)整以及靶丸360°范圍的旋轉(zhuǎn)及特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量?；诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理,建立了二者聯(lián)用的靶丸殼層折射率測量方法，該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度，利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線通過靶丸殼層后的光程增量，二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)?？梢耘浜喜煌能浖M(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理，例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等 。納米級膜厚儀供應(yīng)
干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學(xué)方法 ，是一種高精度的測量技術(shù)。采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對于大多數(shù)的干涉測量任務(wù)，都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律，來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化，從而達(dá)到測量目的。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級，而利用外差干涉進(jìn)行測量，其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級[11]。根據(jù)所使用光源的不同，干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高，但是不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量，只能測量輸出信號的變化量或者是連續(xù)信號的變化，即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量，是一種測量方式，在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應(yīng)用。膜厚儀的原理白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實驗方法和算法進(jìn)行改進(jìn)。
在激光慣性約束核聚變實驗中 ，靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實驗過程的基礎(chǔ)，因此如何對靶丸多個參數(shù)進(jìn)行同步、高精度、無損的綜合檢測是激光慣性約束核聚變實驗中的關(guān)鍵問題。以上各種薄膜厚度及折射率的測量方法各有利弊，但針對本文實驗，仍然無法滿足激光核聚變技術(shù)對靶丸參數(shù)測量的高要求，靶丸參數(shù)測量存在以下問題：不能對靶丸進(jìn)行破壞性切割測量，否則，被破壞后的靶丸無法用于于下一步工藝處理或者打靶實驗；需要同時測得靶丸的多個參數(shù)，不同參數(shù)的單獨(dú)測量，無法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象和規(guī)律，并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測量標(biāo)準(zhǔn)。靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu)，曲面應(yīng)力大、難展平的特點(diǎn)導(dǎo)致靶丸與基底不能完全貼合，在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結(jié)構(gòu)
白光掃描干涉法采用白光為光源 ，壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進(jìn)行掃描 ，干涉條紋掃過被測面，通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示。而對于薄膜的測量，上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到，但是由于薄膜上下表面的反射，會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式，變得更復(fù)雜。另外，由于白光掃描法需要掃描過程，因此測量時間較長而且易受外界干擾。基于圖像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法，實現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離，實現(xiàn)了薄膜厚度的測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實驗方法和算法進(jìn)行改進(jìn) 。
光鏡和參考板組成，光源發(fā)出的光經(jīng)過顯微鏡后被分光棱鏡分成兩部分，一束作為參考光入射到參考鏡并反射，另一束作為測量光入射到樣品表面被反射，兩束反射光反射到分光棱鏡并發(fā)生干涉。由于實驗中需要調(diào)節(jié)樣品與被測樣品的角度，以便更好進(jìn)行測量，5XMichelson型干涉物鏡可以通過其配置的兩個旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，旋鈕能夠在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)參考鏡角度，可以調(diào)節(jié)到理想角度。光纖在測試系統(tǒng)中負(fù)責(zé)傳光，將顯微鏡視場干涉信號傳輸?shù)轿⑿凸庾V儀。系統(tǒng)選用光纖為海洋光學(xué)公司生產(chǎn)的高級光纖組件，光纖連接線的內(nèi)層為硅樹脂包裹的單線鋼圈，外層為諾梅克斯編織物，以求更好地減輕應(yīng)力并起到有效的保護(hù)作用。該組件末段是易于操作的金屬環(huán)---高精密度的SMA連接器。光纖一端與適配器連接，另一端與微型光譜儀連接，以將干涉光信號傳入光譜儀中?？偨Y(jié)，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。膜厚儀的原理
隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴(kuò)展 。納米級膜厚儀供應(yīng)
白光干涉測量技術(shù)，也稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù)，使用的是低相干的寬譜光源，如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。與所有光學(xué)干涉原理一樣，白光干涉也是通過觀察干涉圖案變化來分析干涉光程差變化，并通過各種解調(diào)方案實現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是，由于白光光源的相干長度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g），所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值，即中心條紋，與零光程差的位置對應(yīng)。因此，中心零級干涉條紋的存在為測量提供了一個可靠的位置參考，只需一個干涉儀即可進(jìn)行待測物理量的測量，克服了傳統(tǒng)干涉儀不能進(jìn)行測量的缺點(diǎn)。同時，相對于其他測量技術(shù)，白光干涉測量方法還具有環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。納米級膜厚儀供應(yīng)