原创 白光干涉仪的光谱干涉模式原理

引言

随着科学技术的发展，对物体表面形貌及微观结构的高精度测量需求日益增长。白光干涉仪的光谱干涉模式作为一种先进的测量手段，为众多领域提供了可靠的测量方案，深入探究其原理对拓展测量应用具有重要意义。

光源与干涉基本原理

光谱干涉模式采用白光作为宽带光源，白光包含了多种不同波长的光。当白光进入干涉仪后，会被分光元件分为参考光和测量光两束光。参考光沿固定光路传播，测量光照射到被测物体表面后反射回来。两束光再次相遇时发生干涉，由于不同波长的光在干涉过程中的光程差表现不同，形成的干涉条纹包含了丰富的光谱信息。干涉条纹的强度分布是不同波长光干涉强度的叠加，其形状和特性与被测物体表面形貌紧密相关 。

光谱分析与相位获取

通过光谱仪对干涉光进行光谱分析，获取干涉光的光谱分布。不同位置处的干涉光，因被测表面高度不同导致光程差不同，对应着不同的光谱分布特征。利用傅里叶变换等数学方法对光谱分布进行处理，将光谱信息转换为相位信息。在这个过程中，光谱中包含的波长信息和光强信息经过计算，能够准确得到干涉条纹的相位分布，而相位分布与被测表面的高度分布存在着对应关系，从而为后续的高度计算提供依据。

高度计算与测量实现

根据获取的相位信息，结合已知的系统参数，如光源波长范围、分光元件特性等，通过特定的算法计算出被测物体表面各点的高度值。通过对大量测量点高度值的整合，最终实现对被测物体表面形貌的精确重建和测量。光谱干涉模式凭借其宽带光源的特性，在测量台阶高度较大或表面形貌复杂的物体时，能够有效避免相位模糊问题，展现出独特的测量优势。

TopMap Micro View白光干涉3D轮廓仪

一款可以“实时”动态/静态 微纳级3D轮廓测量的白光干涉仪

1)一改传统白光干涉操作复杂的问题，实现一键智能聚焦扫描，亚纳米精度下实现卓越的重复性表现。

2)系统集成CST连续扫描技术，Z向测量范围高达100mm，不受物镜放大倍率的影响的高精度垂直分辨率，为复杂形貌测量提供全面解决方案。

3）可搭载多普勒激光测振系统，实现实现“动态”3D轮廓测量。

实际案例

1，优于1nm分辨率，轻松测量硅片表面粗糙度测量，Ra=0.7nm

2，毫米级视野，实现5nm-有机油膜厚度扫描

3，卓越的“高深宽比”测量能力，实现光刻图形凹槽深度和开口宽度测量。