膜厚监控系统的光谱宽度对窄带滤光片性能的影响

讨论了膜厚监控系统的光谱宽度对波分复用窄带滤光片特性的影响，分析了监控过程中所出现的信号异常现象，其主要原因是控制光光谱宽度以及控制波长与滤光片中心波长不一致，所以控制光光谱分辨率必须小于单个法布里-珀罗滤光片最后2层膜折转点波长宽度的一半，即对100GHz的滤光片，监控系统的光谱宽度必须小于0．2nm。一旦产生中心波长偏离，就必定产生厚度控制误差。讨论了高折射率膜和低折射率膜的信号变化规律，发现当中心波长比监控波长长时，虽然信号变化规律正确，但判读到极值时的膜厚变薄。中心波长偏离越长，厚度将越薄。而当中心波长比监控波长短时，信号将出现反转。中心波长越短，反转量越大。最后指出了监控误差对滤光片Tmax和半峰全宽的影响。     

宽光谱膜厚监控系统中光谱实时测量技术研究

 在宽光谱膜厚监控系统中,利用光栅光谱仪分光,线阵CCD接收,完成光谱的一次性快速扫描来控制膜层厚度,达到实时监控的要求。而系统光谱扫描的准确性,直接影响膜厚实时监控的有效性。为了得到准确的光谱信息,首先确定CCD像素和光波波长的对应关系,基于特征谱线的离散关系,采用最小二乘拟合法建立了光谱标定函数,经实验,标定波长均方根误差为0.037 nm;对于CCD实时输出的光谱监控信号,利用小波阈值优化算法抑制信号中的随机噪声,保留了光谱信号的细节成分,峰值误差的最大值为1.0%,峰位误差的最大值为0.3%,满足了监控中光谱分辨率的要求。     

宽带膜厚实时监控过程中膜层折射率的确定方法

为了准确计算出镀膜过程中每层膜的折射率，介绍了实时监控过程中确定膜层折射率的2种方法：一种是由实测的透射比光谱直接反算出膜层的折射率；另一种是用最小二乘法的优化算法实时拟合折射率。试验结果表明：在线反算适合单点监控，所得折射率误差小于2%。然而在实际镀膜过程中,由于宽带内膜层参数误差较大,一般大于25%。为此，采用最小二乘法拟合，即在整个宽光谱范围内采集每个波长点的信息，所得结果误差很小，一般都在2％～5%之间,有时可达到10%,在很大程度上提高了实际镀膜时膜厚监控的精度。     

基于宽光谱监控的光学薄膜自动控制技术

单波长监控很难精确控制宽波段上的光学特性.若采用宽光谱扫描可以在很宽的波长范围内监控薄膜特性,则控制既直观又准确.虽然宽光谱监控的思想很早就提出了,但这项技术的实用性一直不高.开发了一套宽光谱监控系统,使用线阵CCD配合计算机,可以实现光谱快速扫描.通过采用一些特殊的方法,系统可以达到较高的精度.配合改进的光学薄膜监控软件,可以满足基于宽光谱监控的自动控制要求.     

膜厚监控误差及监控片不均匀对膜厚监控的影响

借助于VC 编程从理论上模拟分析了膜厚监控误差以及监控片不均匀性对光学膜厚监控的影响。结果表明,膜厚监控误差和监控片的不均匀性都对监控曲线有影响;随着膜层层数的增加,监控片不均匀性逐渐增大。实验制备了多层规整薄膜并对其监控曲线进行了分析,分析表明考虑到膜厚监控误差和监控片不均匀性后计算的光学监控曲线和镀膜过程实测光学监控曲线吻合较好。这说明膜厚监控误差和监控片不均匀性是引起监控曲线与理论值偏离的重要因素。介绍了如何计算考虑膜厚监控误差和监控片不均匀性后的理论监控曲线。这将对膜厚自动监控,尤其是对非规整膜系的自动监控具有重要的指导意义。     

一种监控膜厚的新算法

 光学薄膜的光学特性与其每一膜层的厚度密切相关,为了制备出符合要求的光学薄膜产品,在制备过程中必须监控膜厚。光学薄膜实时监控精度决定了所镀制的光学薄膜的厚度精度。针对光电极值法极值点附近监控精度低、无法精确监控非规整膜系的缺陷,提出了新的光学薄膜膜厚监控算法。该算法通过数学运算,使得光学薄膜的光学厚度与透射率呈线性关系,并且有效地消除光源波动、传输噪声等共模干扰的影响,算法精度可控制在2%以内。     

光学薄膜膜厚自动控制系统的研究

介绍了一种利用光电极值法同时控制规整膜系和非规整膜系的方法,利用VC++编写程序实现对光学监控信号的采集、处理及停镀点的自动判断,实现了规整膜系和非规整膜系膜层厚度的自动控制.并利用该膜厚自动控制系统实验制备了规整膜系和非规整膜系多层膜,实验结果表明：利用该系统镀制的薄膜重复性良好,且光谱曲线和理论光谱曲线吻合较好.该系统解决了非规整膜系的监控问题,由计算机控制膜层的停镀点,排除了人的主观因素对薄膜的性能及其制备的重复性产生的影响,提高了薄膜镀制的重复性和成品率.     

膜厚宽带监控系统中背景噪声的抑制

根据CCD器件只适于检测直流或缓变交流信号的特点,基于CCD膜厚监控系统和CCD探测器的强背景噪声环境,利用步进电机的可控、可知性,实现了步进电机与CCD数据采集卡的精确匹配,完成了信号在亮周期和暗周期中的精确采样。结果表明,背景噪声得到了有效的抑制,保证了实测光谱曲线的准确性。     

投影光学系统中的偏振像差分析

当光束斜入射时，光学薄膜存在一定的偏振效应。在飞利浦棱镜系统中，当一定大小孔径角的照明光束斜入射到分色合色薄膜后，S偏振分量和P偏振分量存在一定的相位差，使得线偏振光变成椭圆偏振光。利用琼斯矩阵偏振光线追迹的方法，分析了投影光学系统中由于两偏振分量相位差引起的偏振像差，以及它与暗态泄漏光强和系统衬比度的关系。得出了系统出瞳面上的光波偏振特性，以及在不同大小孔径角的照明光束入射下偏振像差的变化。分析了膜厚监控误差对光学系统偏振像差的影响，发现膜厚监控误差对偏振像差和系统衬比度有很大的影响。所使用的分析方法可以应用于其他大口径光学系统。     

四光路透镜成像系统研究

针对现有膜厚监控系统的双平行光路系统和监测光直接照射单色仪入射狭缝的结构，提出了四光路透镜成像系统，同时采用光纤传光。实验表明它提高了膜厚监的稳定性和精度，并有较高的性能价格比，此外从理论上对多光路透镜成像系统的设计和调校进行了定量分析。     

一种基于光电极值法的光学膜厚监控系统的改进设计

介绍目前通用的基于光电极值法的光学膜厚监控系统的特点，针对其缺点进行改进设计，新系统的稳定性有较大提高，可满足镀制多层介质薄膜器件的要求。     

规整膜系层厚允许误差的研究

提出了一种通过计算机模拟薄膜的淀积过程来计算规整膜系层厚允许误差的方法,所计算的层厚允许误差不仅取决于膜系的设计结构,还与薄膜的淀积工艺、镀膜设备的监控精度有关.实验结果表明:采用这种方法所计算出的层厚允许误差对于薄膜的实际镀制具有指导意义.     

光学薄膜折射率和厚度测试仪检定规程解读

简要介绍光学薄膜折射率和厚度测试仪检定规程的构成，被检测量仪器的技术指标、主要检定参数和检定方法等。该规程适用于光谱椭偏法测量光学薄膜折射率和厚度的仪器，在从事光学薄膜研究、生产和使用的单位具有广泛的应用前景。     

弹流油膜彩色光干涉系统的特性研究

彩色光干涉技术是润滑油膜厚度测量的最有效的方法之一,但对其测量光学理论的研究并不十分透彻。以球-盘弹性流体动压润滑油膜测量装置为对象,建立了彩色光干涉的色度学计算模型,对该系统的干涉条纹和色彩进行了数值模拟与分析。分析结果与实验数据的一致性表明了所建立的模型和分析方法的正确。分析表明:铬膜厚度对图像的色彩和对比度有明显的影响,当其厚度为5～10nm时,能够获得对比度和色彩理想的图像;垫层厚度影响各颜色分量强度分布的初相变;LED光源可产生对比度较好的干涉条纹。     

Film-thickness Error Analysis of Optical Disk Systems

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｒｅｃｅｎｔｌｙｏｐｔｉｃａｌｄｉｓｋｓａｂｌｅｔｏｓｔｏｒｅａｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄａｓｃｏｍｐａｃｔｄｉｓｋ (ＣＤ ) ,ｄｉｇｉｔａｌｖｅｒｓａｔｉｌｅｄｉｓｋ(ＤＶＤ) ,ａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｃｏｒｄａｂｌｅｏｒｒｅｗｒｉｔａｂｌｅｔｙｐｅｓ(ｓｕｃｈａｓＣＤ Ｒ ,ＣＤ ＲＷ ,ＤＶＤ Ｒ ,ａｎｄＤＶＤ ＲＡＭ ) [1 ] .Ａｎｏｐｔｉｃａｌｄｉｓｋｉｓａｋｉｎｄｏｆｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓｙｓｔｅｍｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎａ…