[实用新型]一种薄膜的厚度测量系统

权利要求书

1.一种薄膜的厚度测量系统，其特征在于，该测量系统包括：探测光纤、第一光纤探头、第二光纤探头、光电转换器、解调放大器、光源、调制脉冲发生器、相敏检波器、选通放大器、整流滤波器、积分型抗干扰器、数模转换电路、单片机以及显示模块，其中，

所述探测光纤包括发射光纤、接收光纤和探头光纤，所述发射光纤的一端对着所述光源，所述接收光纤的一端对着所述光电转换器，所述发射光纤的另一端和所述接收光纤的另一端共同与所述探头光纤的一端相通；

所述探头光纤的另一端分别连接所述第一光纤探头和所述第二光纤探头，所述第一光纤探头对着基材的表面上的薄膜的表面，所述第二光纤探头对着所述基材的所述表面上的没有薄膜的区域；

所述相敏检波器具有两个输入端，所述相敏检波器的其中一个输入端依次连接所述调制脉冲发生器和所述光源，所述相敏检波器的另一个输入端依次连接所述解调放大器和所述光电转换器；

所述相敏检波器的输出端依次连接所述选通放大器、所述整流滤波器、所述积分型抗干扰器、所述数模转换电路、所述单片机以及所述显示模块。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述发射光纤，用于接收所述光源发送的检测光，并将所述检测光传输给所述探头光纤；

所述探头光纤，用于将所述检测光分成第一束子检测光和第二束子检测光并分别传输给所述第一光纤探头和所述第二光纤探头；

所述第一光纤探头用于将所述第一束子检测光发射到所述基材的所述表面上的薄膜表面，并接收该薄膜表面反射的第一反射光，并将所述第一反射光传输给所述接收光纤；

所述第二光纤探头用于将所述第二束子检测光发射到所述基材的所述表面上的没有薄膜的区域的表面，并接收该区域的表面反射的第二反射光，并将所述第二反射光传输给所述接收光纤；

所述接收光纤用于将所述第一反射光和所述第二反射光发送给所述光电转换器。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述调制脉冲发生器，用于产生脉冲信号并向所述光源发送所述脉冲信号以控制所述光源发光以及向所述相敏检波器发送该脉冲信号作为参考信号；

所述光电转换器，具有两个输入端分别用于接收所述第一反射光和所述第二反射光；所述光电转换器用于将接收到的所述第一反射光和所述第二反射光分别转换为第一检测电信号和第二检测电信号，并传输给所述相敏检波器；或者，所述光电转换器为两个，其中一个光电转换器用于接收所述第一反射光并将所述第一反射光转换为第一检测电信号并传输给所述相敏检波器，另一个光电转换器用于接收所述第二反射光并将所述第二反射光转换为第二检测电信号，并传输给所述相敏检波器；

所述相敏检波器，用于从所述第一检测电信号中提取与所述参考信号频率以及相位一致的电信号作为第一有效检测电信号并从所述第二检测电信号中提取与所述参考信号频率以及相位一致的电信号作为第二有效检测电信号；

所述选通放大器，用于将所述第一有效检测电信号进行功率放大并对与所述第一有效检测电信号频率不一致或相位不一致的噪声信号进行抑制，并将功率放大的所述第一有效检测电信号发送给所述整流滤波器，将所述第二有效检测电信号进行功率放大并对与所述第二有效检测电信号频率不一致或相位不一致的噪声信号进行抑制，并将功率放大的所述第二有效检测电信号发送给所述整流滤波器。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述整流滤波器，用于将经过所述选通放大器处理后的所述第一有效检测电信号和所述第二有效检测电信号进行整流和滤波，并发送给所述数模转换电路；

所述数模转换电路，用于将所述整流滤波器处理后的所述第一有效检测信号和所述第二有效检测信号分别转换为第一离散数字电信号和第二离散数字电信号；

所述单片机，用于根据所述第一离散数字电信号和所述第二离散数字电信号得到所述薄膜的厚度值，并将所述厚度值发送给所述显示模块；

所述显示模块，用于显示所述单片机发送的所述厚度值。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述单片机还用于根据所述第一光纤探头的多个预设位移和每个位移对应的离散数字电信号的电压值的关系，拟合所述第一光纤探头的线性拟合方程：

y₁＝a₁x₁+b₁

其中，y₁为离散数字电信号的电压值，x₁为所述第一光纤探头的位移，a₁和b₁为拟合参数，所述第一光纤探头的位移为所述第一光纤探头和所述薄膜表面之间的距离；

所述单片机还用于根据所述第二光纤探头的多个预设位移和每个位移对应的离散数字电信号的电压值的关系，拟合所述第二光纤探头的线性拟合方程：

y₂＝a₂x₂+b₂

其中，y₂为离散数字电信号的电压值，x₂为所述第二光纤探头的位移，a₂和b₂为拟合参数，所述第二光纤探头的位移为所述第二光纤探头和所述基材的所述表面上的没有薄膜的区域的表面之间的距离；

所述单片机还用于根据所述第一光纤探头的线性拟合方程、所述第二光纤探头的线性拟合方程、所述第一离散数字电信号和所述第二离散数字电信号得到所述薄膜的厚度值△x:

△x＝x₂-x₁。