实时光学薄膜厚度监控系统的研究

实时光学薄膜厚度监控系统的研究【论文题名】 实时光学薄膜厚度监控系统的研究
【论文作者】 王明鹏
+ x, h- [- A) Y: }: J5 S1 t【作者专业】 物理电子学　
( n* j% |% U4 f【导师姓名】 黄光周　
【授予学位】 硕士
【授予单位】 华南理工大学　
8 {2 I0 H3 `1 f% A$ P【授予时间】 20040501
  S% I: A9 h' L【 分类号 】 TN204　TP274　
【 关键词 】 波分复用(WDM)　干涉滤光片　光学薄膜厚度　CA-6E监控单元　分辨率　PCL-711B　VC++(Visual C++)　多线程　
' C1 S) Q2 L' R7 q【 摘　要 】
/ g, Z) g( `1 u　　20世纪末出现的因特网标志着人类社会进入到一个崭新的时代—信息化时代,在这个时代人们对信息的需求急剧增加,信息量象原子裂变一样呈爆炸式增长,传统的通信技术已经很难满足不断增长的通信容量的要求,光通信技术凭借其巨大潜在带宽容量的特点,成为支撑通信业务量增长最重要的通信技术之一,而波分复用(WDM)是实现光通信技术中巨大带宽容量的核心技术.该文介绍了介质薄膜干涉滤光片型波分复用器,它是由数十层的光学薄膜所构成的,因此,波分复用器(WDM)的性能取决于其组成的光学薄膜的光学特性.光学薄膜厚度、膜层均匀性、膜层与膜层之间的间隔层、薄膜材料等都对光学薄膜的光学性能产生影响,在这些因素当中,光学薄膜厚度是光学薄膜最重要的参数之一,它决定性地影响着光学薄膜的光学性能,因而准确控制薄膜厚度就成为制备光学薄膜的关键.实验室里监控光学薄膜厚度用的CA-6E监控单元,它使用数码管显示反映光学薄膜厚度的电压值.由于它采用的是八位的A/D转换器,其分辨率比较低,不能准确反映极值点附近电压值的变化,数码管的显示不直观,且CA-6E监控单元的信息处理能力比较差,只是简单的输出反映光学薄膜厚度变化的电压值,没有经过任何数据处理,因而,用CA-6E监控单元进行监控时,自动化程度低,人为因素影响不大,难以准确判断极值点,且不能对数据实现存储.该论文所述的实时光学薄膜厚度监控系统是对CA-6E监控单元进行改造,利用它的电路处理能力,但又克服了它的监控自动化程度低、信息处理能力差、极值点难以判断以及数据不能自动存储等问题.它的主要特色体现在:1、由于反射率在极值点附近随膜厚变化缓慢,电压值变化不明显,膜厚监控系统采用了PCL-711B数据采集卡,它具有很高的分辨率,能够满足监控的需要.2、设计了直流放大电路及与PCL-711B的接口,对CA-6E监控单元输出的微弱信号进行适当放大以满足监控的需要.3、采用了适当的数据处理算法对PCL-711B转换完的数据进行处理,经过算法处理后使得极值点更易判断以及绘制出的曲线更加平滑.4、采用VC++编写应用程序主体框架,应用了多线程采集技术,且膜厚监控系统能够自动保存镀膜过程中原始数据.5、实时薄膜厚度监控系统具有很好的扩展性.监控系统的软件设计采用模块化的设计思想,可以对各个模块进行扩展以实现更好的控制.
- L9 u0 f- R- E+ o; j" c# H- U& Q【文摘语种】 中文文摘
6 Z( O9 N0 I- o& L【论文页数】 1-88
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