硕士论文下载：光学薄膜厚度实时监测系统的研究与实现

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% G) k) a8 H4 P$ ]光学薄膜厚度实时监测系统的研究与实现
3 J2 ?: G! ^& t9 ^2 L钟俊（光学）
导师：朱万彬
+ G3 W9 e7 M# H6 W, @! f$ _" ^摘 要
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。随着工业的发
展，对所镀膜层的厚度精度要求越来越高，特别是通信领域所用的窄带滤光片，
其带宽要求通常小于 1nm，它需要镀制几十层高低折射率材料。如果采用晶控等
0 q. w& d' R) w- \0 [. `监控光学薄膜物理厚度的方式进行监控，则对每层的镀制精度要求非常高，甚至
当前技术无法解决。而薄膜厚度的光学监控具有自动补偿功能，那么前一层的误
差可以由后面层补偿，则此时对每层监控精度要求低很多，因此这种滤光片的镀
制通常采用光学监控的方法进行监控，这即是本文所研究的背景。对于光学监控
存在下面一系列难点以及关键技术需要解决：光源的波动导致监测光的不稳定、
镀膜机内蒸镀膜料引起的杂散光的去除、数据信号高精度不失真的采集以及最终
4 ^* h2 p+ \1 ?5 s! `规整膜系极值点判断。
! k# U( H5 R- t4 h+ y, s3 Z4 |论文主要开展了如下的工作：首先利用 MATLAB 软件仿真镀膜过程中膜料的
5 @( W! O7 h& D# N沉积过程，接着使用 LabVIEW 软件仿真了反射率转化为电信号之后随着时间变化
的过程，并采用锁相放大进行噪声抑制和信号解调，采用 NI 公司的 PCI-6281 数
据采集卡采集镀膜机的主信号和参考信号，通过 Savitzky-Golay 平滑滤波器处
" Z! u+ Z  ~; b0 L, j# l理采集的信号，去除高频噪声，得到了较平稳的信号。讨论了光学薄膜透过率或
者反射率曲线随着时间的变化关系，经比较得知采用傅里叶级数函数进行拟合得
, f( f& y. ]: {8 x$ V/ F到的误差最小。最终规整膜系监控采用极值点判断的方法，分别采用了单纯的使
: h4 I& ~. u  r. J用主信号，每隔一秒求一个均值作为此时的监控电压，然后通过拟合求出极值点，
这种监控的最终精度为 2nm，监控精度相对较低，另外一种监控方法是使用主信
; Y% b6 G0 J2 ]' G, _1optical transmittance or reflectance curve hanges over time, through comparing found
1 ?" n& X9 m6 y5 x1 Y9 ?% ]that fitting modle of Fourier series function has the minimum error. Eventually
# D2 s" R- @; n3 n- |normalized film system monitoring methods used to determine extreme points,
respectively, by the mere use of the main signal, every second request as a means of
monitoring the voltage at this time, and then obtained by fitting the extreme point, this
+ Q1 ^& W, u8 C, U+ b9 G2 ymonitoring the final accuracy of 2nm, another kind of monitoring is to use the main
signal and reference signal for phase-locked amplification, followed by the same
" E' ^/ O, `/ F& p$ d5 Kcurve fitting, the final monitoring accuracy is 1nm, achieved the desired target.
Key words: optical thin film thickness; monitoring; Fourier series; extreme points
2 F* A7 @$ }3 U8 z+ y5 c+ v0 h链接：http://pan.baidu.com/s/1qYb6AJy 密码：

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