复合光路光学镀膜宽光谱膜厚监控系统

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1、敷与电子学进展47，053101(2010)Laser&OptoelectronicsProgress~2010中国激光杂志社doi：10．3788／lop47．053101复合光路光学镀膜宽光谱膜厚监控系统任豪王巧彬罗宇强李康业(广州市光机电技术研究院研发检测中心，广东广州510663)摘要介绍一种复合光路宽光谱膜厚监控系统及其软硬件开发，对系统结构组成和工作原理进行说明。通过增加中问通光孔式的分光镜的复合光路，基于LabVIEW平台开发宽光谱膜厚监控软件，实现了基于宽光谱扫描法的宽光谱膜厚监控和基于极值法的光学膜厚监控的兼容并用，提高了光学镀膜膜厚监控的精确性和自动化，为传统光学镀膜设备的

2、升级改造提出了一种可行性技术。关键词膜厚监控；光学镀膜；复合光路；宽光谱中图分类号0484．5OCIS310．6805120．4800文献标识码AWide--BandSpectrumOpticalFilmThicknessMonitoringSystemwithCompoundLightPathRenHaoWangQiaobinLuoYuqiangLiKangye(ResearchandTestingCenter,GuangzhouResearchInstituteofOptics·-Mechanics-·ElectricityTechnology,Guangzhou,Guangdong510

3、663，China)AbstractAwide—bandspectrumopticalfilmthicknessmonitoringsystemwithcompoundlightpathisintroduced．Thestructure，componentsandworkingprinciplesofthesystemareanalyzed．Themonitoringsystemisdevelopedbyincreasingapieceofspectroscopewithaperturetoformcompoundlightpath，andwide—bandspectrummonitoring

4、softwarebasedonLabVIEW．Methodsofwide-bandspectrumopticalfilmthicknessmonitoringbasedspectrumscanningmethodandopticalfilmthicknessmonitoringbasedonextremummethodarecompatible．Theaccuracyandautomatizationofopticalfilmthicknessmonitoringcanbeimprovedalso．Thismonitoringsystemcanbeusedinupgradeorreconstr

5、uctionofopticalcoatingdevices．Keywordsfilmthicknessmonitoring；opticalcoating；compoundlightpath；wide—bandspectrum1引言近年来，高精度的光学仪器以及数码产品不断提高性能以适应市场需求，使得光学产品对光学零部件镀膜的光学特性和精度的要求越来越高。然而膜厚控制常常是关系到薄膜制备成败的关键，因此准确控制膜层厚度极其重要⋯。目前，光学镀膜生产中控制膜层厚度的主要方法有：目视法、石英晶体振荡法、单波长极值法和宽光谱扫描法等引。以评价函数进行宽光谱膜厚监控是由B．Vidal等[41在1979年提

6、出的，1981年A．D．Drobot等发表了用宽带法制备的l1层长波通滤光片的结果，1986年I．Powell等建立了一台7通道宽带监控系统。之后，从事薄膜研究的工作者对此做了大量的研究17,81。近年来国际上宽光谱膜厚监控技术逐步成熟并得到应用，先进镀膜设备已经实现了基于宽光谱监控的自动控制，但国产镀膜设备仍收稿Et期：2009．09．18；收到修改稿日期：2009．10．24基金项目：广东省地市重点引导计划项目(2004B16001084)资助课题。作者简介：任豪(1972-)，男，博士，高级工程师，主要从事应用光学、光电检测、光机电一体化等方面的研究。E-mail：r_h@tom．tom

7、053101．I嫩与光电亨学进展www．opticsjouma1．net普遍以单波长极值法和石英晶体振荡法监控膜层厚度，传统的光学镀膜设备大都配置基于极值法的光学膜厚控制仪，采用垂直光路或倾斜光路，选择进行透射式或反射式光学膜厚监控。目前报道的宽光谱膜厚监控系统，9】，其光路系统都是借鉴极值法光学膜厚监控系统，只是在光路出口位置将接收光信号的光学膜厚控制仪改为光谱仪，由于无需光信号调制滤波，一般都