f-p频域干涉测厚仪的设计（本科生优秀毕业论文）.doc

F-P频域干涉测厚仪的设计







摘要



    近十几年来，科学技术领域所涉及的尺寸精度已突破亚微米级而进入纳米级，如超精



密微机械加工、固体物理材料表面特征分析、大规模集成电路光、电子线路刻划和微形貌



结构分析、DNA结构的分析等等。科学技术的发展呼唤纳米级的测量技术和仪器。因



此，纳米测量技术是纳米技术领域的基础之一，是当今高技术研究领域的发展重点。



     本文对F-P频域干涉测厚仪的各个参数及结构设计过程进行了研究，并对影响测量精度、范围等因素进行了分析，设计出基本满足要求的测量厚度的仪器。



通过这次毕业设计，我对光学测量知识又有了全新的理解，对影响光学测量的因素，如：厚度、测量范围等都有了进一步的认识，同时还初步学会了几种绘图工具使用，能进行一些厚度测量仪器的设计。总之，这次设计让我受益匪浅。





关键词：纳米测量；干涉仪；厚度测量。





 





 





 





 





 





 





 





 





 









 



The F-P frequency range interferes the thickness gauge the design



Abstract



In the recent several years, the science and technology domain



involves the size precision broke through the submicron level to enter a nanometer level，If ultra precise micro machine-finishing,solid-state physics material character of surface analysis, large scale integrated circuit light, electronic circuit scoring and micro appearance structure analysis, DNA structure analysis and so on. Science and technology development summon nanometer level survey technology and instrument。Therefore, the nanometer survey technology is one of nanotechnology domain foundations, is now the high-tech research area the development priorities.



This article interfered the thickness gauge to the F-P frequency range



each parameter and the structural design process has conducted the



research，And to affected factors and so on measuring accuracy, scope



has carried on the analysis, designed satisfies the request basically



the survey thickness instrument.



     Through this graduation project, I also had the brand-new under-



standing to the optical measurement knowledge，To affects the optical



measurement the factor，For example: Thickness, the survey scope and



so on all had the further understanding，Simultaneously has also



initially learned several cartography tool use，Can carry on some



thickness metering equipment the design. In brief, this design lets me



benefit greatly.





Key word: Nanometer survey; Interferometer; Thickness survey.



 





 









目录



中文摘要 1



英文摘要 2



1 绪论 1



1．1  引言 1



1．2 国内外研究情况 2



1． 3 研究内容 3



1． 4 研究意义 3



2 几种测量厚度的方案及原理概述 4



2.1 所采用的研究方案（本次所采用的是方案三） 4



2．2 几种设计方案的比较及方案的确定 4



2.2.1 方案一：用白光干涉法测量金属箔厚度的方法来测量透明平板厚度 4



2.2.2 方案二：用白光干涉法测透明平板的厚度 5



2.2.3方案三： F-P频域干涉法测量透明平板厚度 8



3 理论知识基础 10



3．1  法布里-珀罗干涉仪(F-P) ——多光束薄膜干涉的应用 10



3.1.1结构 10



3.1.2 作为光谱仪的分光特性 10



3.1.3 F-P干涉仪作为滤光器的选频作用 12



3．2 多光束干涉与光学透明平板 13



3.2.1 平行平板的多光束干涉 13



3.2.2 法布里-铂罗干涉仪 14



3.3 分光元件—光栅的运用 16



3.3.1 光栅方程 16



3.3.2 光栅的色散本领 17



3.3.3 光谱的色分辨本领 17



4 F-P干涉测厚仪的结构设计 19



4.1 F-P干涉测厚仪的结构 19



4. 2  F-P干涉测厚仪各组件的设计 19



4.2.1  F-P测厚仪的组成 20



4.2  测试系统结构尺寸的确定 22



5 总结 23



致谢 24



参考文献 25