[发明专利]用于测量纳米级金属薄膜厚度的SPR差动相位测量方法

摘要

本发明公开了一种用于测量纳米级双层金属薄膜厚度的SPR差动相位相位测量方法，步骤一：建立金属薄膜厚度函数关系式；步骤二：设定一组入射角变动量值，选定一值初始入射角变动量值，光束1、2同时入射到棱镜型SPR金属薄膜界面；步骤三：获取镀膜区域光束1和光束2的干涉条纹图像；步骤四：获取非镀膜区域光束1和2的干涉条纹图像；步骤五：将步骤三和四获取的光束1、2在镀膜与非镀膜区域的干涉图像分别进行比对、计算，得到差动值；步骤六：重复步骤三至五，得到拟合曲线，并求得该拟合曲线斜率；步骤七：确定所镀金属薄膜厚度。本发明有益效果是：实现对纳米级单层金属薄膜厚度的非接触、高精度测量，该测量系统结构简单便于操作。

主权项

一种用于测量纳米级双层金属薄膜厚度的SPR差动相位测量方法，其特征是：步骤如下：步骤一：建立金属薄膜厚度dm与斜率k的函数关系公式：该公式根据选定的入射角变动量Δθ的取值范围和入射中心角θ0的取值，计算获得各厚度时，一组与由入射角变动量Δθ为自变量、以相对应的差动值ΔΦ为因变量绘制该组入射角变动量Δθ相对应于差动值ΔΦ的关系曲线，拟合此关系曲线的斜率k，建立金属薄膜厚度dm与斜率k相对应的理论关系曲线，并拟合求解出金属薄膜厚度dm与斜率k的函数关系公式dm＝f(k)；步骤二：根据步骤一中所述的入射角变动量Δθ的取值范围，在其范围内，设定一组入射角变动量Δθ值，并在此一组入射角变动量值内，选定一值作为初始入射角变动量值，光束1以θ0+Δθ、光束2以θ0‑Δθ的角度同时入射到棱镜型SPR传感器的金属薄膜界面；步骤三：根据步骤二所述的入射方式，获取棱镜型SPR传感器镀膜区域光束1和光束2各自的干涉条纹图像；步骤四：根据步骤二所述的入射方式，获取棱镜型SPR传感器非镀膜区域光束1和光束2各自的干涉条纹图像；步骤五：将步骤三和步骤四获取的光束1和光束2在镀膜区域与非镀膜区域的干涉图像分别进行比对、计算，分别得到光束1和光束2在镀膜区域的TM偏振波和TE偏振波的相位变化量差值Δδr1和Δδr2，将Δδr1和Δδr2相减，得到差动值ΔΦ；步骤六：根据步骤二，依次改变Δθ的取值，并重复步骤三至步骤五，得到一组与入射角度变动量Δθ相对应的差动值ΔΦ，将所得的一组(Δθ，ΔΦ)进行曲线拟合，并求得该拟合曲线的斜率k；步骤七：将步骤六所得测量曲线的斜率k，代入步骤一中的函数关系公式dm＝f(k)内，即可确定SPR传感器所镀金属薄膜的厚度。