[发明专利]偏振复用的共光路自校准薄膜厚度测量装置及测量方法

摘要

本发明提供的是一种偏振复用的共光路自校准薄膜厚度测量装置及测量方法。包含光源输出模块、膜厚测量探头模块、解调干涉仪模块、偏振分束模块以及采集与控制模块。本发明采用偏振复用技术，两探头使用正交态偏振光。测量探头能实现传输光线的透射和反射，无待测薄膜时可实现两探头绝对距离H的测量；待测薄膜安置两探头间，实现两探头与待测薄膜前后表面的绝对距离H1和H2的测量；待测薄膜厚度d可由d＝H‑(H1+H2)确定。本发明实现不需要标定物即可对待测薄膜厚度进行测量，共光路的设计克服了测量过程中由于系统内部机械不稳定和外部环境变化带来的影响，具有自校准、特征白光干涉峰识别简单、动态范围大、测量结果可溯源等优点。

主权项

1.一种偏振复用的共光路自校准薄膜厚度测量装置，包括光源输出模块(1)、膜厚测量探头模块(6)、解调干涉仪模块(7)、偏振分束模块(8)以及采集与控制模块(9)；其特征是：光源输出模块(1)的输出光经由45°起偏器(2)输入到保偏耦合器(3)中；保偏耦合器(3)将入射光分为两路分别经过0°检偏器(4)和90°检偏器(5)进入膜厚测量探头模块(6)的第1测量探头(601)和第2测量探头(602)中进行测量；经由第1测量探头(601)和第2测量探头(602)的返回光输入到解调干涉仪模块(7)中；通过解调干涉仪模块(7)中的位置扫描装置(704)的扫描实现光程的匹配；将匹配光程的干涉信号输入到偏振分束模块(8)中实现不同偏振态、不同波长干涉光的分离；分离后的干涉信号由采集与控制模块(9)中采集进行相关参数的计算；所述光源输出模块(1)由宽谱光源(101)、第1隔离器(102)、窄带稳频激光光源(103)、第2隔离器(104)以及第1波分复用器(105)所组成，宽谱光源(101)与第1隔离器(102)相连接，窄带稳频激光光源(103)与第2隔离器(104)输入端相连接，第1隔离器(102)输出端与第1波分复用器(105)的第1输入端(1a)相连，第2隔离器(104)输出端与第1波分复用器(105)的第2输入端(1b)相连。