En tant qu'outil de mesure de précision essentiel dans la science moderne des matériaux, l'épaisseur de film optique est basée sur les phénomènes interférentiels de la lumière et les propriétés optiques des films minces. Lorsqu'un faisceau lumineux éclaire la surface d'un film mince transparent ou translucide, une partie de la lumière est réfléchie sur la surface supérieure de la couche de film et une autre partie est réfléchie sur la surface inférieure après avoir pénétré dans la couche de film, les deux faisceaux de lumière réfléchie créent un phénomène d'interférence en raison de La différence de trajet optique. En analysant la distribution de l'intensité lumineuse et la variation de phase de l'interférogramme, l'épaisseur physique et les paramètres optiques du film mince peuvent être déduits avec précision.

　　I. expression mathématique du principe d'interférence

L'essence du phénomène d'interférence est la superposition de phase des ondes lumineuses. Lorsque la différence de trajet optique des deux faisceaux de lumière réfléchie est un multiple entier de la longueur d'onde, une interférence constructive se produit et l'intensité lumineuse atteint une valeur extrême; Lorsque la différence de trajet optique est un multiple impair de la demi - longueur d'onde, des interférences destructrices se produisent et l'intensité lumineuse est réduite au minimum.

　　II. Composants clés du système de mesure

L'épaisseur de film optique est constituée d'une source lumineuse, d'un système de spectroscopie, d'un détecteur et d'une unité de traitement de données. Les sources de lumière utilisent généralement une lumière blanche ou un laser monochromatique, par example une source de lumière blanche à LED, couvrant une gamme de longueurs d'onde de 400 à 1000 nm, permettant l'analyse simultanée de signaux interférentiels multilongueurs d'onde. Un système de séparation optique divise le faisceau en lumière de référence et en lumière de mesure au moyen d'un interféromètre de Michelson ou d'un séparateur de faisceau, assurant la coïncidence des deux faisceaux au niveau du détecteur. Le détecteur utilise alors un réseau de photodiodes haute sensibilité qui capte les variations d'intensité lumineuse de l'interférogramme en temps réel.

　　Iii. Avantages techniques et scénarios d'application

Cette technologie présente trois avantages principaux:

1. Mesure non destructive sans contact: Évitez les dommages causés au film par contact mécanique, en particulier pour les matériaux flexibles ultraminces (tels que le film de classe 10nm de la couche d'affichage OLED).

Précision à l'échelle nanométrique: grâce à des algorithmes d'ajustement en bande, tels que la série af - 3000, la résolution de 0,1 nm peut être atteinte pour répondre aux besoins de recherche de pointe tels que les films à points quantiques.

3. Analyse synchrone multiparamètre: l'épaisseur du film, l'indice de réfraction N et le coefficient d'extinction K peuvent être acquis simultanément, fournissant une bibliothèque complète de constantes optiques pour le processus de revêtement optique.

Dans l'industrie des semi - conducteurs, l'instrument est utilisé pour surveiller l'uniformité du revêtement de colle photolithographique, assurant la précision de la largeur de ligne dans la fabrication des puces; Dans le domaine du revêtement optique, il peut mesurer en temps réel le processus de croissance du film antireflet de la lentille, contrôler le taux d'évaporation par rétroaction, contrôler la déviation de l'épaisseur du film à ± 0,5%; Dans le domaine biomédical, cette technique est utilisée pour mesurer l'épaisseur des revêtements de paraxylène, garantissant la biocompatibilité des dispositifs médicaux.

　　Iv. Évolution technologique et orientations futures

Avec les progrès de la science des matériaux, l'épaisseur de film optique évolue vers l'intelligence et la multifonctionnalité. Par exemple, les interféromètres à lumière blanche réduisent le temps de mesure de l'ordre de la minute à l'ordre de la seconde en intégrant des algorithmes d'apprentissage automatique qui identifient automatiquement la position de l'interface d'un film mince multicouche. À l'avenir, en combinant la technologie des ondes Térahertz avec la technologie de détection quantique, l'épaisseur de film optique devrait repousser les limites de mesure existantes et permettre une caractérisation précise de l'épaisseur de la couche monoatomique, fournissant des outils clés pour la recherche de matériaux bidimensionnels.