光学干涉式薄膜测厚仪校准实验报告
光学实验中如何利用干涉原理测量薄膜厚度
光学实验中如何利用干涉原理测量薄膜厚度在光学实验中，测量薄膜厚度是一项常见且重要的任务。
利用干涉原理来实现这一测量具有高精度、非接触等优点。
接下来，让我们逐步了解这一精妙的测量方法。
干涉现象是光的波动性的一种重要表现。
当两束或多束光相遇时，它们会相互叠加，从而产生明暗相间的条纹，这就是干涉条纹。
而在测量薄膜厚度的实验中，我们常常利用的是等厚干涉原理。
等厚干涉中，一个典型的例子就是劈尖干涉。
想象一下，有一块平板玻璃，在其一端垫上一小薄片，这样就形成了一个劈尖状的空气薄层。
当一束平行光垂直入射到这个劈尖上时，在劈尖的上、下表面反射的两束光会发生干涉。
假设入射光的波长为λ，薄膜的折射率为 n。
在劈尖干涉中，相邻两条亮条纹（或暗条纹）之间对应的薄膜厚度差为λ/（2n）。
我们通过测量干涉条纹的间距以及已知的波长和薄膜折射率，就能够计算出薄膜的厚度。
为了更准确地测量薄膜厚度，实验中需要注意一些关键因素。
首先是光源的选择。
理想的光源应该具有单色性好、亮度高且稳定的特点。
常用的有激光光源，比如氦氖激光器发出的红光，其波长稳定且单色性极佳。
其次，实验装置的搭建要精确。
例如，要确保入射光垂直照射到薄膜表面，这样可以简化计算和提高测量精度。
同时，观测干涉条纹的设备也需要具备足够的分辨率，以便清晰地分辨出条纹的细节。
在实际操作中，我们可以使用显微镜来观察干涉条纹。
通过调节显微镜的焦距和位置，找到清晰的干涉条纹图像。
然后，使用测量工具（如目镜测微尺）来测量条纹的间距。
还有一种常见的干涉测量薄膜厚度的方法是牛顿环。
将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在两者之间就会形成一个空气薄膜。
当平行光垂直入射时，同样会产生干涉现象，形成明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
对于牛顿环，第 m 个暗环的半径 r 与凸透镜的曲率半径 R、入射光波长λ以及薄膜厚度 d 之间存在如下关系：r²＝mλR m(m 1/2)λ² ／ 2 。
光的等厚干涉实验报告
光的等厚干涉实验报告光的等厚干涉实验是一项重要的光学实验，通过该实验可以观察到光的干涉现象，从而深入理解光的波动性质。
本次实验旨在通过等厚薄膜的干涉现象，验证光的波动性质，并通过实验数据分析得出结论。
实验仪器与原理。
实验中所使用的仪器包括，He-Ne激光器、准直器、半反射镜、等厚薄膜样品、平行玻璃板等。
实验原理是基于薄膜的反射和透射光程差引起的干涉现象。
当入射光线照射到薄膜表面时，一部分光被反射，另一部分光被透射。
在薄膜内部，反射光和透射光再次发生干涉，形成干涉条纹。
实验步骤。
1. 将He-Ne激光器与准直器对准，使激光垂直照射到半反射镜上。
2. 调整半反射镜，使激光分为两束，一束垂直照射到等厚薄膜样品上，另一束照射到平行玻璃板上。
3. 观察薄膜样品上的干涉条纹，记录下观察到的现象。
4. 改变薄膜样品的厚度，再次观察干涉条纹的变化。
5. 根据实验数据，分析得出结论。
实验结果与分析。
通过实验观察，我们发现在等厚薄膜样品上出现了清晰的干涉条纹。
随着薄膜厚度的改变，干涉条纹的间距也发生了相应的变化。
通过测量不同厚度下的干涉条纹间距，我们得出了一系列数据。
通过对数据的分析，我们发现干涉条纹的间距与薄膜厚度之间存在一定的关系，这与光的波动性质相吻合。
结论。
通过本次实验，我们验证了光的波动性质，并得出了光的等厚干涉条纹与薄膜厚度的关系。
实验结果表明，光在薄膜中的传播具有波动性质，能够产生干涉现象。
因此，光的波动理论能够很好地解释薄膜干涉现象。
总结。
光的等厚干涉实验是一项重要的光学实验，通过该实验可以深入理解光的波动性质。
通过本次实验，我们验证了光的波动性质，并得出了光的等厚干涉条纹与薄膜厚度的关系。
实验结果对于深入理解光的波动性质具有重要意义，也为光学理论的进一步研究提供了重要的实验依据。
通过本次实验，我们对光的波动性质有了更深入的了解，也为光学理论的研究提供了重要的实验数据。
希望本次实验结果能够对光学领域的研究和应用有所帮助。
实验2.12利用白光干涉测定薄膜厚度测量
随着信息产业的发展，光学薄膜的需求不断增大，对器件特性的要求也越来越高。物 理厚度是薄膜最基本的参数之一，它会影响整个器件的最终性能，因此快速而精确地测量薄 膜厚度具有重要的意义。台阶仪是常用的厚度测试方法，然而它需要在样品上制作台阶，并 且测试中机械探针与样品接触，会对一些软膜的表面造成损伤，因而非破坏的光学手段是更 为理想的方法。
其中 a exp （- 4id / ）
此公式是在待测薄膜层的吸收较小的情况下推出的。r (n n0 ) /(n n0 ) ,如果精确计
算 ，n 应用 来代替。在吸收很小的情况下，其对计算结果的影响很小，并最后能得到方
程(2)，由于薄膜在吸收很小的区域，n、k 的变化不是很大，所以方程的极大和极小值出现 在
1、如图 3 所示，将 Y 型光纤一端标有光源的光纤与光纤光源连接。将标有光谱仪的一 端与光纤光谱仪连接。将探测端与薄膜测厚支架连接，并固定稳定。
图 3 实验原理图
2、软件安装后，按
可以开始测量。
3、保存参考光谱：取一块待测，未镀膜的光学基底，放置于光纤探测端下方，调整适
当的探测高度约 10mm，CCD 积分时间
如图 1 所示，在折射率为 n1 的基板上镀有复数折射率为 厚度为 d 的一层薄膜，放在
折射率为 n0 的空间。假定薄膜的复数折射率 n1 ik ，当一束光以幅度 A 从 n0 空间 垂直入射( 0 )到膜表面时(为便于分析，图中入射光有一定角度，实际测量中此角度一
般很小，对测量的影响可以忽略不 计)，由于多次反射，在膜上表面有一系列的反射光，它 们的幅 度分别为 A 、A 、A3⋯⋯
长的变化曲线就能够测量出来，这样可以根据每一波长计算出 k。 注意事项
薄膜干涉研究实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解薄膜干涉的基本原理和现象。
2. 通过实验观察薄膜干涉条纹，分析薄膜的厚度和折射率。
3. 掌握使用薄膜干涉现象测量薄膜厚度和折射率的方法。
4. 了解薄膜干涉在光学器件中的应用。
二、实验原理薄膜干涉是指当光波照射到透明薄膜上时，从薄膜的前后表面分别反射的光波发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
这种现象与薄膜的厚度、折射率和入射光的波长有关。
根据薄膜干涉的原理，当光波从光疏介质（如空气）进入光密介质（如薄膜）时，会发生部分反射和部分折射。
从薄膜的前表面反射的光波与从薄膜的后表面反射的光波之间会产生光程差，这个光程差与薄膜的厚度和折射率有关。
当光程差为波长的整数倍时，两束反射光波发生相长干涉，形成明条纹；当光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光波发生相消干涉，形成暗条纹。
因此，通过观察干涉条纹的分布，可以计算出薄膜的厚度和折射率。
三、实验仪器与材料1. 薄膜干涉实验装置（包括光源、薄膜样品、显微镜等）。
2. 精密测量工具（如游标卡尺、读数显微镜等）。
3. 记录本和笔。
四、实验步骤1. 将薄膜样品放置在实验装置中，确保光源垂直照射到薄膜上。
2. 观察显微镜下的干涉条纹，调整薄膜样品的位置，使干涉条纹清晰可见。
3. 使用游标卡尺测量薄膜样品的厚度。
4. 通过显微镜观察干涉条纹，记录明暗条纹的位置。
5. 根据干涉条纹的位置和薄膜的厚度，计算薄膜的折射率。
五、实验结果与分析1. 通过实验观察，成功观察到了明暗相间的干涉条纹。
2. 使用游标卡尺测量薄膜样品的厚度，得到厚度为d。
3. 通过显微镜记录明暗条纹的位置，计算光程差ΔL。
4. 根据公式ΔL = 2nd，计算出薄膜的折射率n。
六、讨论与结论1. 实验结果表明，薄膜干涉现象确实存在，且与薄膜的厚度和折射率有关。
2. 通过实验，成功测量了薄膜的厚度和折射率，验证了薄膜干涉原理的正确性。
3. 薄膜干涉在光学器件中具有广泛的应用，如增透膜、滤光膜、偏振膜等。
光学干涉式薄膜测厚仪校准实验报告
光学干涉式薄膜测厚仪校准实验报告
一、实验目的
1.学习和掌握光学干涉原理；
2.掌握光学干涉式薄膜测厚仪的原理和使用方法；
3.进行仪器的校准，提高仪器测量的准确度。
二、实验原理
光学干涉是指两个或多个光波相互叠加产生干涉现象的一种现象。
光
学干涉式薄膜测厚仪利用光学干涉的原理测量薄膜的厚度。
实验中采用的光学干涉式薄膜测厚仪由垂直光路、干涉极图、样品台、白光光源、透射镜等部分组成。
通过调节透射镜的位置，使得从样品反射
回来的光波与从与反射过程不同的路径传播的参考光波相干叠加，形成干
涉条纹。
通过观察干涉条纹的变化，可以计算出样品的厚度。
三、实验步骤
1.打开薄膜测厚仪的电源，确保仪器工作正常；
2.调整样品台的位置，使其水平；
3.打开白光光源，调整透射镜的位置，使观察到清晰的干涉条纹；
4.测量参考膜的厚度：将已知厚度的参考膜放置在样品台上，点击仪
器上的测量按钮进行测量，记录测得的厚度数值；
5.测量待测薄膜的厚度：将待测薄膜放置在样品台上，点击测量按钮
进行测量，记录测得的厚度数值；
6.重复以上步骤，每次测量结束后将透射镜向后移动一段距离，并进行测量，得到多个数据；
7.根据测得的数据进行分析，并计算出薄膜的平均厚度。
四、实验结果与分析
通过一系列的测量，得到了多个待测薄膜的厚度数据。
将这些数据进行平均，得到最终的测量结果。
同时，还可根据测量数据绘制出厚度与测量次数之间的关系图，通过分析图像的变化趋势，可以判断出测量的准确度。
五、实验总结。
光学干涉式薄膜测厚仪校准规范
光学干涉式薄膜测厚仪校准规范1 范围本校准规范适用于测量范围为（10-300）μm 、分辨力为0.01μm 光学干涉式薄膜测厚仪的校准。
2 引用文件本规范引用了下列文件：GB/T 14847-2010 重掺杂衬底上轻掺杂硅外延层厚度的红外反射测量方法 JJF 1306-2011 X 射线荧光镀层测厚仪校准规范使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 概述光学干涉式薄膜测厚仪是一种基于光学干涉方法的非破坏性分析仪器，主要用于薄膜厚度的测量，在微电子、半导体、液晶显示等领域中具有广泛的应用。
光学干涉式薄膜测厚仪测量原理为由光源发出的光经由光纤通过探头入射到薄膜样品的表面，经由薄膜样品的上、下表面与参考面反射光相干涉形成的干涉信号由探头接收传送到解调仪；解调仪将其测量数据传输到计算机后进行运算得到待测薄膜样品的厚度测量结果。
图1 光学干涉式薄膜测厚仪工作原理框图4 计量特性4.1 厚度测量重复性薄膜厚度测量相对重复性不超过2%。
4.2 厚度测量示值稳定性在1h 内其示值变化不超过仪器相对示值最大允许误差。
4.3 厚度测量示值误差薄膜厚度测量相对示值最大允许误差不超过6%。
光源薄膜样品解调仪计算机探头注：由于校准工作只给出测量结果，不判断合格与否，上述计量特性仅供参考。
5校准条件5.1环境条件a)校准室环境温度：（20±5）℃；b)相对湿度：≤75%RH；c)校准室内无影响测量的振动或噪音，无影响测量的气流扰动，放置被校仪器的工作台稳固、可靠。
5.2校准所用标准器光学干涉式薄膜测厚仪校准用标准器为厚度标准片，厚度标准片标准厚度值的相对扩展不确定度应不大于2%（k=2）。
厚度标准片的技术要求见附录C。
6校准项目和校准方法6.1校准前准备校准前应目视观察及开机运行检查，包括光源、探头、解调仪、计算机等机构的功能可靠性。
在确保没有影响校准计量特性的因素后方可进行校准。
仪器开机预热不少于20min。
薄膜干涉设计实验报告
薄膜干涉设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过薄膜干涉实验，观察和验证薄膜干涉现象，并了解薄膜干涉的原理和应用。
二、实验原理薄膜干涉是光的一种干涉现象，主要是由光在薄膜上的反射和折射引起的。
当入射光垂直射到薄膜表面时，根据反射定律，光经过反射和折射后再次相交，形成干涉图样。
根据薄膜的厚度和折射率的不同，干涉图样会呈现不同的颜色和亮度变化。
三、实验材料和器材- 光源- 凸透镜- 平凸面镜- 透明薄膜- 三角架- 进光屏- 白纸- 半透反光镜- 光学拓片四、实验步骤1. 将凸透镜、平凸面镜和半透反光镜依次放置在光源后方，调节位置使得光线尽可能平行；2. 在三角架上搭建实验装置，将光线从凹面镜射入到透明薄膜上；3. 调整透明薄膜的位置和角度，观察反射和折射光在干涉屏（白纸）上形成的干涉现象；4. 使用光学拓片，改变透明薄膜的厚度，观察干涉图样的变化；5. 记录和观察不同厚度和角度下的干涉图样，并进行分析和讨论。
五、实验结果通过实验观察，我们发现随着透明薄膜的厚度增加，干涉图样的颜色会发生变化，由明纹向暗纹转变。
而当透明薄膜的厚度恰好为波长的整数倍时，干涉图样会出现明纹；当厚度为波长的奇数倍时，干涉图样会出现暗纹。
此外，我们还发现随着入射角度的改变，干涉图样也会发生变化，这是由于光的折射现象导致的。
六、实验分析薄膜干涉实验的结果符合薄膜干涉理论，证明了薄膜干涉现象的存在。
当透明薄膜的厚度为波长的整数倍时，光的反射和折射充分干涉，形成明纹；当厚度为波长的奇数倍时，光的反射和折射相消干涉，形成暗纹。
通过改变透明薄膜的厚度和角度，我们可以控制干涉图样的形态，从而实现对光的控制和调节。
七、实验总结通过本次实验，我们深入了解了薄膜干涉的原理和应用。
薄膜干涉实验是光学实践中一种常见的实验方法，它不仅可以观察到干涉现象，还可以通过干涉图样的变化来测量透明薄膜的厚度和折射率等物理参数。
此外，薄膜干涉还广泛应用于光学领域，如光学薄膜的设计和制备，干涉仪器的制作等。
实验报告 课程名称： 现代物理实验 实验名称：激光椭偏仪测量薄膜厚度
实验报告课程名称：现代物理实验实验名称：激光椭偏仪测量薄膜厚度和折射率专业：物理教育学号：050103106姓名：戴伟实验地点：现代物理实验室实验日期：03月10日~ 04月30日常熟理工学院[实验目的和要求]1.了解激光椭圆偏振法测量薄膜厚度和折射率的基本原理；2.学习和掌握WJZ-Ⅱ椭圆偏振仪的基本原理和使用方法；3.对以K9玻璃为基底的薄膜样品进行厚度和折射率的测量。
[实验器材]JJY1'分光计（包括附件）一台 椭偏装置一套（附仪器所配套软件）[实验原理和方法]将一束波长为λ的自然光经起偏器变成线偏振光，再经1/4波片使它变成椭圆偏振光入射到待测样品的膜面上，反射时，光的偏振状态（振幅和相位的改变）将发生变化，通过检测这种变化，便可推算出待测膜的厚度和折射率。
如图1所示。
半导体激光器发出的单色光，经起偏器后变成线偏光，线偏光再经1/4波片后产生90的位相差，变成椭圆偏振光。
对一定厚度的某种膜，S 分量和P 分量之间出现相移之差，当入射光为椭圆偏振光时，通过薄膜以后反射光为线偏振光。
由此可见，由起偏器的方位角P 可确定偏振光的P 分量和S 分量的相移之差∆。
经样品反射后由于S 波与P 波不存在位相差，可合成特定方向的线偏振光。
它的偏振方向由S 分量和P 分量的反射系数s R 和p R 确定。
转动检偏器的方位，当检偏器的方位角A 与反射光线的偏振方向垂直时，光束不能通过，出现消光状态。
因此，在椭圆偏振法中采用∆和φ来描述反射光偏振状态的变化。
=∆-∆=∆s p 相移之差 （1）sp 1tanR R -=φ （2）(1)式中的p ∆、s ∆是反射时各自引起的相移。
(2)式中的s R 、p R 分别为P 和S 分量各自的反射系数。
因为反射光的S 和P 分量因相移不同出现位相差s p ∆-∆=∆，为了重新让它变成线偏振光，必须用附加光学元件引入一个相移补偿这个位相差。
用实验测定附加光学元件引入的相移量便可以确定s p ∆-∆=∆。
如何利用干涉实验测量薄膜的厚度
如何利用干涉实验测量薄膜的厚度干涉实验是一种重要的实验方法，可以用于测量薄膜的厚度。
薄膜的厚度测量对于材料科学和工程领域的研究非常关键，因此掌握干涉实验的原理和方法是必要的。
本文将介绍干涉实验测量薄膜厚度的基本原理以及具体步骤。
一、干涉实验测量薄膜厚度的原理干涉实验是利用光的干涉现象进行测量的方法。
在测量薄膜厚度时，通常使用的是反射干涉实验。
当一束光从空气中垂直照射在薄膜上时，一部分光被薄膜上表面反射，另一部分光穿过薄膜后被基底反射。
这两束光之间存在光程差，当光程差为波长的整数倍时，两束光叠加处会出现干涉现象。
通过观察干涉条纹的位置和间距，可以计算出薄膜的厚度。
二、测量薄膜厚度的具体步骤1. 实验器材准备：首先需要准备一台反射式干涉仪，包括光源、反射镜等。
同时还需要一块具有薄膜的样品和一个调节样品位置的支架。
保持实验室环境的稳定，避免干扰。
2. 调整仪器：首先需要用一块玻璃片调节反射镜的角度，使其能够反射出平行光。
然后放置样品，调整支架使得入射光垂直照射在样品上。
3. 观察干涉条纹：将干涉仪调至最佳状态，通过调节反射镜、样品位置或加入波片等方式，使得干涉条纹清晰可见。
此时，可以观察到干涉条纹的位置和间距。
4. 计算薄膜厚度：根据干涉条纹的位置和间距，可以使用傍轴干涉公式或是维尔费尔公式等方法计算薄膜的厚度。
需要注意的是，这些公式在实际应用中可能存在一定的修正系数。
三、注意事项1. 实验环境应保持稳定，避免干扰因素对测量结果的影响。
特别是实验室中的温度、湿度变化应尽量减小。
2. 样品的制备应严格控制，确保薄膜的平整、均匀。
样品表面的污染、氧化等问题都可能会影响干涉实验的结果。
3. 在进行测量前，应仔细检查仪器的状态，确保光路的正确连接和调节。
4. 在观察干涉条纹时，可以适当调整反射镜、样品位置或波片的角度，使得干涉条纹清晰可见。
四、应用与发展利用干涉实验测量薄膜厚度的方法已被广泛应用于材料科学和工程领域。
光的干涉测量薄膜厚度
4)假如把单色光换成白光,想看到干涉条纹必须满足什么 条件 。 如果用白光作为光源(因为白光是有好几种光组成的,单一 的光受干涉波动比较小,多种光受的干涉比较大,就丰富了, 之间的差别就更明显,参照性更强.如果单纯的一种光源,对 比性不够强,很多内部的区别表现不够明显……),无论是 电光源还是面光源,要看到干涉条纹,必须满足光程差小于 光源的相干长度的要求,即2d c o s i<ΔL.对于具有连续 光谱的白光,ΔL极小,因而仅当d约等于0时,才能看到彩色 的干涉条纹。
实验.测量1A薄膜厚度
一，实验目的：测量1A薄膜的厚度 二，实验工具：迈克尔逊干涉仪，厚度未知折射率为n的 透明薄膜 三，实验原理：利用试验时两条光路的光程差 和试验时条纹前后条纹移动数N条。最后利用公式： n(D-d)=N人
熟悉了解迈克尔逊干涉仪
主要内容：
1. 了解迈克尔逊干涉 仪结构及原理 2.仪器的调节
1.
迈克尔逊干涉仪光路及结构
反射镜 M1
M1 M2
反 射 镜 M2
M1 移动导轨
单 色 光 源 分光板 G1
补偿板 G 2
成 45 角
G1//G 2 与 M1 , M2
M 2 的像 M'2
反射镜 M 1
单 色 光 源
d
M1 M2
反 射 镜 M2
G1
G2
当 M1 垂直于 M 2 时，可形成等倾 干涉条纹.
知道了用上面的方法来测折射率就很容易求得一个玻璃薄 片的厚度,跟上面的第一跟第二个步骤是一样的,第三个步 骤只需把除以介质的厚度改成折射率就可以求得该介质的 厚度了. (2)转动手轮时干涉条纹吞吐以及干涉条纹的疏密的原因 是什么 1.在两光源非常近的时候(极限情况重合),两光源到轴外 点的距离差异与两光源到平面中心点的距离差异近乎相同 差值很小,意味着光程差在很大的角度内变化不大,条纹疏. 2.当两个光源距离比较远时(比如说考虑成一个光源就在 平面上,令一个光源与之有一定距离):两光源到轴外点的 距离差异与两光源到平面中心点的距离差异相比较可知差 别较大,意味着光程差在于第一种情况相同的角度区间中 变化要大,条纹密。
利用干涉仪观测薄膜厚度的实验技巧和误差处理
利用干涉仪观测薄膜厚度的实验技巧和误差处理引言：干涉仪是一种重要的实验装置，广泛应用于物理、化学和材料科学领域。
利用干涉仪观测薄膜厚度是一项常见的实验任务，该实验可以帮助我们研究材料的性质及其应用。
然而，在进行这项实验时，我们需要掌握一些实验技巧并进行误差处理，以确保实验结果的准确性和可靠性。
一、实验技巧1. 精准调节干涉仪：在进行薄膜厚度观测实验前，首先需要准确地调节干涉仪。
保证光源的稳定性，调节光路，使干涉图案达到最佳清晰度。
通过调节平台和镜片，使得主光束和参比光束之间的光程差达到相应的位置，从而获得明亮的干涉条纹。
2. 选择适当的薄膜和波长：在实验中，选择适当的薄膜和波长对薄膜厚度的观测非常关键。
根据实验需求，选择相应材料的薄膜，确保其透光性和稳定性。
同时，根据波长的选择，可以获得不同的干涉图案，从而提高观测的精度。
3. 采用对比法：为了准确测量薄膜的厚度，可以采用对比法。
通过在干涉仪中引入参比物，如空气，再与薄膜进行对比观测，可以获得更精确的结果。
二、误差处理1. 环境因素的影响：在实验中，环境因素对薄膜厚度观测的影响是不可忽视的。
例如，温度的变化会导致材料膨胀或收缩，从而影响薄膜的厚度。
因此，在实验过程中，应尽量控制环境的稳定性，并进行相应的修正计算，以减小环境因素的误差。
2. 灵敏度的限制：干涉仪的灵敏度是一个重要的误差来源。
在实验中，当干涉条纹较为稀疏时，对于薄膜厚度的测量会增加一定的难度。
为了提高灵敏度，可以增加光源的亮度、增加观测时间或使用更高分辨率的干涉仪。
同时，还可以利用图像处理技术进行干涉条纹的增强，减小灵敏度误差。
3. 技术误差的影响：在实验中，由于设备和人为因素的限制，难免会产生一些技术误差。
例如，位移测量误差和刻度误差等。
为了减小技术误差的影响，可以使用更精密的测量工具，对干涉仪进行定期校准，培训实验人员掌握正确的操作方法。
结论：利用干涉仪观测薄膜厚度是一项重要且常见的实验任务，通过精准调节干涉仪、选择适当的薄膜和波长以及采用对比法，可以获得准确的结果。
薄膜干涉实验报告
一、实验目的1. 理解薄膜干涉的原理，观察薄膜干涉现象。
2. 学习利用薄膜干涉现象测量薄膜厚度。
3. 了解薄膜干涉在生产实践中的应用。
二、实验原理薄膜干涉是指当光波入射到薄膜时，由于薄膜的上下表面反射，两束反射光发生干涉，形成干涉条纹。
根据薄膜厚度的不同，干涉条纹的间距也会发生变化。
实验中常用的薄膜干涉现象包括等厚干涉和等倾干涉。
1. 等厚干涉：当薄膜厚度均匀时，干涉条纹的间距相等，称为等厚干涉。
例如，牛顿环实验中，平凸透镜与平板之间的空气层形成等厚干涉，产生明暗相间的圆环状干涉条纹。
2. 等倾干涉：当薄膜厚度不均匀时，干涉条纹的间距不等，称为等倾干涉。
例如，肥皂膜实验中，肥皂膜表面形成的薄膜厚度不均匀，产生彩色干涉条纹。
三、实验仪器1. 牛顿环实验装置：包括平凸透镜、平板、读数显微镜等。
2. 肥皂膜实验装置：包括透明玻璃板、喷水器、光源等。
四、实验步骤1. 牛顿环实验（1）将平凸透镜放在平板上，调整使其与平板接触。
（2）用读数显微镜观察牛顿环干涉条纹。
（3）记录干涉条纹的直径，计算薄膜厚度。
2. 肥皂膜实验（1）将透明玻璃板放在光源前，用喷水器喷水形成肥皂膜。
（2）用光源照射肥皂膜，观察彩色干涉条纹。
（3）记录干涉条纹的位置，计算薄膜厚度。
五、实验结果与分析1. 牛顿环实验通过实验，观察到牛顿环干涉条纹为明暗相间的圆环状，条纹间距随着直径的增加而增大。
根据干涉条纹的直径，计算出薄膜厚度为0.0015mm。
2. 肥皂膜实验通过实验，观察到肥皂膜表面形成彩色干涉条纹。
根据干涉条纹的位置，计算出薄膜厚度为0.002mm。
六、实验结论1. 薄膜干涉现象是由于光波在薄膜上下表面反射后发生干涉而产生的。
2. 利用薄膜干涉现象可以测量薄膜厚度。
3. 薄膜干涉在生产实践中有着广泛的应用，如光学元件的检测、光学仪器的校准等。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持实验环境的清洁，避免灰尘干扰干涉条纹的观察。
2. 牛顿环实验中，注意调整平凸透镜与平板的接触，确保接触良好。
用薄膜测厚仪测量薄膜厚度及折射率
用薄膜测厚仪测量薄膜厚度及折射率【实验目的】1、了解测量薄膜厚度及折射率的方法，熟悉测厚仪工作的基本原理。
2、通过本实验了解薄膜表面反射光和薄膜与基底界面的反射光相干形成反射谱原理。
3、借助光学常数，对薄膜材料的光学性能进行分析。
【实验原理】SGC-10薄膜测厚仪，适用于介质，半导体，薄金属，薄膜滤波器和液晶等薄膜和涂层的厚度测量。
该薄膜测厚仪采用new-span公司先进的薄膜测厚技术，基于白光干涉的原理来测定薄膜的厚度和光学常数（折射率n，消光系数k）。
它通过分析薄膜表面的反射光和薄膜与基底界面的反射光相干形成的反射谱，用相应的软件来拟合运算，得到单层或多层膜系各层的厚度d，折射率n，消光系数k。
【实验仪器及材料】测厚仪、已制备好薄膜数片、参考反射板（硅片）【实验过程及步骤】运行程序，如果出现下面错误提示窗口，请确认USB线已连接好仪器与计算机。
关闭程序，连接好USB线，并重新启动程序。
第一次按“Measure”键时，如果出现下面的错误窗口，则是因为没有把软件安装在默认目录下。
这时，请按下“Continue”按钮（也许需要连按5次），再切换到“Measurement Setting”面板，选择薄膜层数4，再从材料数据库中选择基底和四层薄膜的材料（随便选取），然后按“Save Setting”，以后就不会再出现错误窗口了。
各部分功能1 注册界面（Registration）第一次运行程序会出现下面的注册界面。
其中的“Serial #”会从仪器自动读出，如果运行后还是空白的，请确认你的USB线是否连接好了。
如果仍旧是空白的，请参考安装说明重新安装软件。
“License #”需要你手动输入，其由你的供货商提供。
输入注册码后请用鼠标左键点击界面上的“Enter”按钮完成注册，而不是按键盘上的“Enter”键。
2 测量设置界面（Measurement Setting）各部分功能描述3 测量界面（Measurement）各部分功能描述数据格式（以硅为例）三列数，第一列是波长（单位是纳米），第二列是折射率n，第三列是消光系数k，中间用“Tab”键分开。
光的干涉与薄膜干涉实验报告
光的干涉与薄膜干涉实验报告实验目的：通过光的干涉与薄膜干涉实验，探究光的干涉现象及薄膜干涉的原理，并通过实验过程观察、测量和分析干涉现象，提高实验操作和数据处理的能力。
实验设备：1. 平行光源2. 透明薄膜样品3. 透镜4. 狭缝光源5. 半反射镜6. 高精度显微镜7. 干涉纹扫描仪8. 亮度计9. 实验平台10. 检测器实验原理：1. 光的干涉现象：当两束光波相遇时，它们会产生干涉现象。
根据相遇的不同情况，可以分为构成全息图的物体光波的干涉，以及由两束光线（单光源）或两个点光源产生的干涉。
2. 薄膜干涉原理：当一束平行光垂直入射到薄膜上时，部分光会被反射，部分光会透过薄膜进入第二介质后再次反射。
这两束光波再次汇合时，会形成干涉现象，观察到干涉条纹。
实验步骤：1. 实验前准备：- 制备薄膜样品，并将其固定在实验平台上。
- 根据实验要求选择合适的光源和透镜等设备，并进行正确的连接和安装。
2. 光的干涉实验：- 将狭缝光源放置在适当位置，并根据需要调整狭缝宽度和角度。
- 调整检测器位置，确保能观察到干涉条纹。
- 使用显微镜或其他检测器，测量干涉条纹的亮度，并记录数据。
3. 薄膜干涉实验：- 将透明薄膜样品放置在光源和检测器之间的适当位置。
- 调整光源角度和透镜位置，以获得清晰的干涉条纹。
- 使用干涉纹扫描仪或显微镜等设备，观察和记录干涉条纹的变化。
实验结果与分析：根据实验所得数据，我们可以绘制出干涉条纹的亮度分布图，并进行相应的数据分析。
通过观察与测量，我们可以得出光的干涉现象与薄膜干涉原理的实验结果。
结论：通过光的干涉与薄膜干涉实验，我们深入了解了光的干涉现象与薄膜干涉的原理，并通过实验练习了相关的操作和数据处理技巧。
实验结果表明，干涉现象与薄膜厚度、入射光的波长和角度等因素密切相关。
实验心得：通过本次实验，我对光的干涉与薄膜干涉有了更加深入的理解。
在实验过程中，我学会了正确操作实验设备，并通过数据观察和分析，得出了一些结论。
基于光学相干层析成像的塑料薄膜厚度检测-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---Abstract (2)第一章绪论 (3)1.1 课题背景及意义 (3)1.2 OCT技术简介及应用现状 (4)1.2.1 OCT技术发展简介 (4)1.2.2 OCT技术应用现状 (4)1.3 本文研究目的和主要研究内容 (6)第二章扫频OCT系统及算法设计 (7)2.1 频域OCT系统介绍 (7)2.2 扫频OCT系统搭建 (7)2.3 图像处理与厚度算法设计 (9)2.3.1 图像去噪 (10)2.2.2 图像二值化 (11)2.2.3 闭运算 (11)2.2.4 边缘检测 (11)2.2.5 厚度计算 (12)第三章实验及结果分析 (13)3.1 单层薄膜实验及结果 (13)3.2 多层薄膜实验及结果 (15)第四章总结与展望 (20)摘要非破坏性测试和评估（NDTE）以其独特的非侵入性的特点已经在工业生产上取得了广泛的应用。
但是在微米级物品内部快速、非接触、非侵入性和高分辨率成像技术仍然稀缺。
光学相干层析成像技术（OCT）作为一种新颖的NDTE工具受到了越来越多的关注。
论文主要介绍了 OCT 技术，并根据实验要求在实验室完成扫频OCT系统搭建。
使用扫频OCT系统分别对单层塑料薄膜、两层塑料薄膜以及三层塑料薄膜进行扫描成像。
通过对三幅图像进行图像处理，完成各层薄膜的边界提取，并根据像素与实际厚度的对应关系，完成塑料薄膜厚度的计算。
并依据边界提取结果，对塑料薄膜的平整性进行定量可视化分析，突出了光学相干层析技术其无损性和高精度的特点，展现了光学相干层析成像技术对多层塑料薄膜各层厚度精确检测以及平整性检测方面有着广泛的应用前景。
关键词：非破坏性测试和评估、光学相干断层扫描技术、薄膜厚度AbstractNon-destructive testing and evaluation (NDTE) has been widely used in industrial production with its unique non-invasive characteristics.But rapid, non-contact, non-invasive, and high-resolution imaging are still scarce in micron-sized objects.Optical coherence tomography (OCT) has attracted more and more attention as a novel NDTE tool.[1] the paper mainly introduces the OCT technology, and then completes the scanning of the OCT system in the laboratory according to the experiment requirements.The scanning image of single - layer plastic film, two - layer plastic film and three - layer plastic film were used.Through image processing of three images, the boundary extraction of each layer of film is completed, and the thickness of plastic film is calculated according to the corresponding relationship between the pixel and the actual thickness.And according to the results of boundary extraction, quantitative visualization analysis was carried out on the smoothness of plastic film, highlight its condition of the optical coherence tomography technique and the characteristics of high precision, showing the optical coherence tomography technology of multilayer plastic film thickness of each layer accurate detection and smoothness detection has a wide application prospect.Keywords: Optical coherence tomography, thickness of the plastic film，non-destructive testing and evaluation第一章绪论1.1课题背景及意义无损检测因为其独特性受到广泛的关注，逐步变成了工业发展必不可少的重要工具[1]。
试验三干涉显微镜测量薄膜厚度
实验三干涉显微镜测量薄膜厚度一、实验目的1.掌握干涉显微镜的工作原理及使用方法;2.用干涉显微镜测量薄膜厚度。
二、实验说明2.1实验原理把显微镜和光波干涉仪结合起来设计而成的显微镜为干涉显微镜。
干涉显微镜的类型很多，常用的干涉显微镜是以迈克耳逊干涉仪为原型，其原理却都是以劈尖干涉为基础的，下图1为劈尖干涉的示意图：若在两块平面玻璃间垫一细丝，即形成一个空气劈尖（为便于说明问题图中夸大了细丝的直径）。
当一束单色光射入时，则在空气劈尖（n=1）上下两表面所引起的反射光线将相互干涉。
若这两束光的光程差恰为半波长的奇数倍时，则发生相消干涉而呈现暗色条纹；若光程差为半波长的偶数倍时，发生加强干涉而得到明亮条纹。
一定的明暗条纹对应一定的厚度，所以这些干涉条纹也叫等厚条纹。
条纹间的距离1,随劈尖的夹角6而变化，6越小，l 越大。
图1劈尖干涉的示意图图2表面沟槽及干涉条纹的形状图3薄膜与其干涉条纹的形状在迈克耳逊干涉仪中，只要某一光程差发生变化，就要引起干涉场中条纹移动，光程差每改变半个波长（、；），则干涉条纹移动一个条纹间距。
故待测样品表面若存在局部不平，结果会导致干涉条纹发生弯曲，条纹弯曲的程度是样品表面微观凹凸不平程度的反映，只要测出条纹的弯曲量就可以求出样品表面的凹凸量。
根据这一原理，可借助该仪器来测量镀膜膜层的厚度.设M「M2是两个不严格垂直的理想平面，则得到等厚干涉直线条纹。
若表面M2上有沟槽，干涉条纹将发生弯曲或断折，如图2所示。
沟槽的深度h由式（4—1）决定。
h = •—（4—1）2 e式中，H 为干涉条纹曲折量，e 为条纹的间距。
若用白光照明，e 是指两根接近黑色的 干涉条纹中心间的距离。
这时入取540nm （绿光人=0.53|J m=53004）。
若被测件的部分表面 镀有厚度为h 的薄膜，则只要测量出干涉条纹间距e 和因镀膜而引起的干涉条纹位移量H, 就可算出该薄膜的厚度。
如图3所示。
2.26 JA 型干涉显微镜的光学系统及构造2.27 1 6JA 型干涉显微镜的光学系统本实验用的是6JA 型干涉显微镜，其光 学系统如图1所示，属于双光束干涉系统。
薄膜干涉研究报告
薄膜干涉研究报告摘要本报告旨在研究薄膜干涉现象，探讨其理论原理及实验过程，并分析薄膜干涉在光学、电子学以及材料科学中的应用。
通过实验和理论分析，我们发现薄膜干涉现象是由光的波动性质在薄膜中的反射和折射引起的。
根据不同的薄膜类型和光源特性，我们可以利用薄膜干涉来设计各种光学器件和传感器，并在微电子制造以及材料表面和薄膜涂层等领域发挥重要作用。
1. 引言薄膜干涉现象是光学中一种重要的现象，也是由光的波动性质引起的。
当光线通过媒介界面时，由于不同介质的折射率差异，光线在媒介中的传播速度会发生改变，从而引起光波的相位差。
当这些光波再次相遇时，它们将发生干涉现象，产生明暗相间的干涉条纹。
这种干涉现象在薄膜中表现得尤为明显，因为在薄膜中的光传播路径长度非常短。
2. 薄膜干涉理论薄膜干涉现象的理论基础是光的波动性质和波动光学的基本原理。
根据光的波动理论，光可以被看作是一种电磁波，其传播速度与介质的折射率有关。
当光线通过媒介界面时，由于介质的折射率不同，光线的传播速度会发生改变，从而引起光波的相位差。
在薄膜中，光线的相位差取决于薄膜的厚度、入射角度和光的波长。
根据不同的相位差，光波会发生叠加干涉，产生明暗相间的干涉条纹。
薄膜干涉现象可以分为两种类型：反射干涉和透射干涉。
在反射干涉中，光线在薄膜上反射发生干涉；在透射干涉中，光线穿过薄膜后再次干涉。
3. 薄膜干涉实验为了研究薄膜干涉现象，我们进行了一系列实验。
实验中使用了一台波长可调节的激光器作为光源，并通过一个反射式立式干涉仪观察干涉现象。
首先，我们调整激光器的波长，使其与薄膜材料的折射率匹配。
然后，在反射式立式干涉仪中放置一个薄膜样品，调整样品的入射角度和角度表达。
观察干涉仪中的干涉条纹，并记录条纹的数量和间距。
通过由此得到的实验数据，我们可以计算出薄膜样品的厚度和折射率。
同时，我们可以通过改变波长、入射角度和角度表达，研究它们对干涉条纹的影响，进一步探究薄膜干涉现象的规律。
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光学干涉式薄膜测厚仪校准
实验报告
《光学干涉式薄膜测厚仪校准规范》
实验报告
一.实验目的
光学干涉式薄膜测厚仪在薄膜厚度测量上具有非接触、多材料、安全性高等优点，在薄膜材料制造及应用等领域中具有广泛的应用。
规范制定小组在参考相关生产厂家的技术说明的基础上，为了确认本规范的计量性能指标和校准方法是否合理，针对校准规范上确定的计量特性及校准项目，对哈尔滨工程大学的自研仪器，白光干涉式薄膜厚度测量仪进行实验。
以下实验是在实验室环境和仪器状况都符合要求的基础上进行的。
二.实验地点与环境情况
地点：哈尔滨工程大学理学楼光学实验室；温度：20±2℃；湿度：55%RH。
三.实验用标准器
四.实验方法与数据记录
1.厚度测量重复性校准方法及实验记录
（1）校准方法
在仪器的有效测量范围内，选取一个厚度标准片，其厚度值大约分布在仪器量程的二分之一处，重复测量厚度标准片10次，记录仪器输出结果d i，按公式
（1）计算该组实验标准偏差s：
s=√1
n−1∑(d i−d)2
n
i=1
（1）
式中：d i--第i次测量的仪器示值，μm；
d--10次测量的算术平均值，μm；
n--测量次数，n=10。
根据公式（2）计算仪器厚度相对测量重复性s rel：
s rel=s
d̅
×100%（2）光源光谱范围以及探头工作波长的选择应与实际测量应用时相一致。
（2）实验数据记录与处理
根据上述的厚度测量重复性校准方法，对标称值为31.46μm厚度标准片的厚度重复10次的测量结果如表1所示。
通过表1的结果可以看出，标称值为31.46μm的厚度标准片测量相对重复
性为0.11%。
满足校准规范征求意见稿中相关参数要求。
2.厚度测量示值稳定性校准方法及实验记录
（1）校准方法
选取1块厚度标准片，其厚度值大约分布在仪器量程的二分之一处，对其厚度进行测量，在1h内，每隔15min测量1组并记录仪器读数，每组测量5次，取其平均值作为该组测量结果，共测量5组，5组结果中最大最小差值除以厚度标准片的实际厚度值的百分数作为仪器的相对示值稳定性。
光源光谱范围以及探头工作波长的选择应与实际测量应用时相一致。
（2）实验数据记录与处理
本实验报告以标称值为31.46μm的厚度标准片测量说明仪器厚度测量示值稳定性的评价过程。
实验数据记录如表2所示。
表2：光学干涉式薄膜测厚仪厚度测量示值稳定性评价实验数据记录
通过表2的结果可以看出，以标称值为31.46μm的厚度标准片的测量对仪器的相对示值稳定性评价的结果为0.2%。
满足校准规范征求意见稿中参数要求。
3.厚度测量示值误差校准方法及实验记录
（1）校准方法
按照仪器的实际应用范围，均匀的选取3个测量值，在每一测量值附近选取厚度标准片，分别对每个厚度标准片重复测量3次并记录仪器的示数值，计算算术平均值d i̅作为该厚度标准片的测量结果，各标准片的测量结果与该标准片的标称值D i的差值即为每个样品的厚度测量示值误差δi，按照公式（3）计算：
δi=d i̅−D i（3）式中：d i̅--第i个标准片测量时仪器示数平均值；
D i--第i个标准片的标称值。
根据公式（4）计算每个样品的厚度测量相对示值误差r(δi)：
×100%（4）
r(δi)=d i̅̅̅−D i
D i
光源光谱范围以及探头工作波长的选择应与实际测量应用时相一致。
（2）实验数据记录与处理
本实验报告以标称值为10.56μm、24.60μm和31.46μm的厚度标准片测量说明仪器厚度测量示值误差的评价过程。
实验数据记录如表3所示。
通过表3的结果可以看出，以标称值为10.56μm、24.60μm和31.46μm的厚度标准片对仪器的相对示值误差评价的结果分别为0.47%，1.12%和0.32%。
上述测量点均满足校准规范中征求意见稿参数要求。
五.实验结论
通过上述实验可知，校准规范征求意见稿确定的校准方法和计量特性可以满足对光学干涉式薄膜测厚仪的校准要求。