新型激光膜厚监控方法研究

【摘要】光学薄膜的光谱特性与膜系中每一层薄膜的光学厚度密切相关,为了使镀制的光学薄膜符合性能指标,必须对每一层膜厚进行实时监控。随着科学技术的高速发展,人类对光学仪器的性能指标提出了更高的要求,光学薄膜的光学性能指标也相应地提高了,对膜层厚度的监控精度要求也就越来越高。石英晶振法作为光学薄膜任意厚度监控的主要方法,对薄膜的质量厚度实时监控,该方法对每一层光学薄膜的监控精度非常高。而由于光学监控具有自动补偿功能,前一层膜的误差可以通过后层进行补偿,因此,每一层的监控精度要求会降低。光学方法膜厚监控存在的主要难点是：单波长光信号强度低、镀膜机内杂散光与电路中各种噪声的消除、任意厚度光学薄膜的实时监控。本文研究的主要内容有：首先,作者提出了一种监控任意厚度光学薄膜的新算法(纯数学的数据加工方法),经过该算法的处理,透射率和光学厚度呈线性关系,并且通过补偿可以有效地抑制光源波动对监控精度的影响。使用Matlab软件对算法流程进行仿真,绘制出膜厚监控曲线,并计算其线性度。其次,对膜厚监控仪的光学系统进行设计,选择适当的光学零件、设计光路,并对光学系统装调结构进行设计。再次,对噪声处理常用技术,比如调制、解调、均值滤波和锁相放大进行讨论,结合上述方法,使用Simulink工具箱对膜厚监控过程仿真,得到平滑的膜厚监控曲线。最后,选择NI公司的PCI-6281数据采集卡对膜厚监控信号进行采集,送入计算机处理和显示。最终实现任意厚度光学薄膜的实时监控,控制精度在2%左右。
【作者】赵磊；
【导师】弥谦；
【作者基本信息】西安工业大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】光学膜厚监控；非规整膜系；新算法；光学系统设计；数据采集卡；

【参考文献】
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