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《从白光干涉曲线获取光学薄膜反射相位和物理厚度的新算法_罗震岳》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第30卷第6期光学学报Vol.30,No.62010年6月ACTAOPTICASINICAJune,2010文章编号:0253-2239(2010)06-1835-06从白光干涉曲线获取光学薄膜反射相位和物理厚度的新算法＊罗震岳薛晖张淑娜沈伟东顾培夫章岳光(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江杭州310027)摘要设计了一套迈克耳孙白光干涉仪系统用于测量光学薄膜的反射相位,并由此反推单层薄膜的物理厚度。为补偿传统算法获取相位所存在的误差,提出一种新算法,以线性拟合结果作为初始猜想,采用多变量优化拟合总光程
2、差曲线得到光学薄膜的相位。通过数值模拟的方式论证了理论上的可行性和高计算精度。采用多变量优化的手段进行处理实际测试的一组单层TiO2薄膜,所得物理厚度值与传统的光度法测试反演结果非常吻合。该测试系统和处理算法为快速精确测量光学薄膜厚度提供了一种新的解决方案。关键词光学薄膜;白光干涉术;反射相位;频域分析;优化理论中图分类号O436.1文献标识码Adoi:10.3788/AOS20103006.1835NovelAlgorithmforRetrieveThinFilmReflectionPhaseandPhys
3、icalThicknessfromWhite-LightInterferometryLuoZhenyueXueHuiZhangShunaShenWeidongGuPeifuZhangYueguang(StateKeyLaboratoryofModernOpticalInstrumentation,ZhejiangUniversity,Hangzhou,Zhejiang310027,China)AbstractWhite-lightspectralinterferometerformeasuringphysic
4、althicknessandreflectionphaseofthinfilmisdesigned.Anovelalgorithmisalsopresentedtocompensatethephaseretrievalerrorintraditionalsignalprocessingmethod.Exactreflectionphaseisretrievedviaamultiplevariableoptimizationalgorithm,andtheresultoflinearfitisusedasthe
5、initialguess.Numericalsimulationisperformedtodemonstratetheoreticalavailabilityandhighprecisionofthealgorithm.AgroupofsinglelayerTiO2thinfilmsaremeasuredandprocessedwiththismethod,andtheretrievedphysicalthicknessresultsfittheresultsbyphotometryverywell.Thes
6、ystemandalgorithmpresentedprovideanewwayforfastmeasurementofthinfilmthickness.Keywordsopticalthinfilm;whitelightinterferometry;reflectionphase;spectrumanalysis;optimizationtheory[4]1引言到了广泛的重视,被用于相衬显微镜、精密干涉系[5]统等领域,精确测试光学薄膜的反射相位成为一物理厚度是光学薄膜的基本参数,快速而精确个亟需解决的问
7、题。频域白光干涉方法为以上问题地测试薄膜物理厚度在工业生产中具有重要的意义[1]。尤其是近年来随着微光机电系统等微加工技提供了一种新的解决途径。术的发展,经常需要在高低起伏的基板(patterned频域白光干涉方法近些年被广泛用于测试微[6][7]距、块状材料的色散曲线以及光学薄膜的群延substrate)上沉积薄膜,因此需要发展一种基于表面[8]轮廓测量的白光干涉仪[2]来进行薄膜厚度测试。此迟色散。在之前的工作中,搭建了一套白光迈克外,具有特殊相位特性的光学薄膜[3]也在近几年得耳孙干涉系统,并且通过线性
8、拟合的办法得到了光收稿日期:2009-06-10;收到修改稿日期:2009-09-09基金项目:国家自然科学基金(60708013,60608014)资助课题。作者简介:罗震岳(1986—),男,硕士研究生,主要从事光学色散补偿薄膜方面的研究。E-mail:surpassluo@hotmail.com导师简介:顾培夫(1944—),男,教授,主要从事光学薄膜方面的研究。E-mail:peifugu@
