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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光学薄膜厚度实时监测系统的研究与实现
7 }. U( _1 i  w+ ^8 K7 Y1 u& w! e钟俊（光学）
# t( k7 `) ?) G* y. g/ k/ @导师：朱万彬
  b5 N4 q7 E" u+ D( [) c+ B摘 要
4 ^& \  g. B0 \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
, P& X8 k0 u* i) v: v& b5 T5 D. ~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
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
8 P4 j) R$ B- z4 R4 |9 v: r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
3 Y0 {1 O7 n# w& T& u; U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
: {4 \# B8 X+ L2 x7 R  Y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、
- a6 j4 h7 \$ v3 L5 S/ d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
/ M7 Z' G( J4 G% Q- J规整膜系极值点判断。
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
1 _3 L. A% L& Z& S- E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
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
  x2 n& k1 i( X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
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
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
1optical transmittance or reflectance curve hanges over time, through comparing found
. i; I# j2 z) ]( F9 P& ^; H9 Gthat fitting modle of Fourier series function has the minimum error. Eventually
% ~7 ^5 q+ g& |, {9 v  P# @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
. B) v8 z7 \; `6 jmonitoring the voltage at this time, and then obtained by fitting the extreme point, this
/ T+ p: G. q9 B- z/ hmonitoring 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
curve fitting, the final monitoring accuracy is 1nm, achieved the desired target.
: z) v% [6 a3 @7 e" iKey words: optical thin film thickness; monitoring; Fourier series; extreme points
链接：http://pan.baidu.com/s/1qYb6AJy 密码：

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