基于光学干涉的光谱膜厚测量仪的原理

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光谱膜厚测量仪基于薄膜干涉，这是一种物理现象：薄膜上下表面反射的光波会相互干扰，产生光的干涉现象，进而增强或减弱反射光。当膜的厚度是其反射光的1/4波长的奇数倍时，来自两个表面的反射光会相互抵消，因此光不会被反射，全部透射过去了。当厚度是光的1/2波长的倍数时，两个反射波会互相增强，从而增加反射并降低透射。因此，当由一组波长组成的白光入射到薄膜上时，某些波长（颜色）的光被增强，而其他波长则被减弱。

在光谱上表现为上下有规律的波形条纹。通过对条纹之间距离的测量，我们就能获得被测膜的厚度信息。

在这种装置中，光学系统在物体表面成一个点源的像。反射回来的散射的光由同一光学系统收集，该光学系统将光点成像在一个针孔上。针孔位于光电探测器的前面。它可以过滤到达光谱仪的光线，因此也称为“空间过滤器”。

通过对混合的两个波前而产生的干涉图进行光谱分析，以计算它们各自光程中的差异。在测量厚度时，两个波前是通过透明样品的两个面上的反射生成的。在这种情况下，光程差与样品厚度成正比。干涉信号是频率光谱，根据该信号的光谱相位，计算样品厚度（或气隙厚度）。

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