【实验目的】
基于白光干涉膜厚测试原理，体现薄膜厚度信息的反射率震荡曲线根据公式，当m=1，2，3...时取极大与极小时，但当薄膜过厚时反射率曲线会出现在短波段处震荡剧烈谱线过于密集，此时极值点索引易偏差对且膜厚计算影响较大；当薄膜过薄时在短波段处则难以同时出现极大与极小值，无法通过极值法进行膜厚计算。基于以上问题，Dimension-Labs结合自身的光谱仪特性，提出多光谱仪联用方案，同时进行多台光谱采集以拓展光谱测试范围，使得在长波段出可以清晰区分反射率震荡峰值，并结合理论数学建模进行膜层厚度分析，通过仿真法提供更高精度的膜厚计算效果。
图（1）白光干涉膜厚拓展测试系统实物与简示图
根据Dimension-Labs提供的光纤光谱仪具有多台设备联用功能，在本方案拓展里选择DL-FOSL-350-1050以及DL-FOSC-950-1700-NIR进行拼接，操作时可自主选择光谱拼接点并通过分别调整不同光谱仪的积分时间使得光谱拼接平滑。除此方案可以进行该项应用外，在吸收，反射，透射等领域同样可以采用该方式，避免不同波段的重复测试，减少工作时间。本方案拓展具有以下特点。
l 多光谱仪联用，超宽谱带响应，便于清晰观测到干涉效果带来的震荡曲
l 测试速度快、响应灵敏、样品摆放即可得到测量曲线，快速获膜厚信息
l 全光学测量设计，避免机械接触损伤样品，适配脆弱材料（如柔性屏、生物薄膜）与复杂表面
l 组件灵活可变，操作简单，容易拓展功能，且可集成到多种测量系统
【实验数据】
图（2）a：0.5 μm SiO2 ；b：2 μm SiO2膜层测试数据
图（2）a，b分别展示了光谱拼接后的500 nm以及2000 nm的SiO2膜层对应的反射率测试曲线，此次测量光谱仪选用拼接点为973 nm，谱线整体效果流畅并未在973 nm处发现明显间断点，谱线连接平滑，展示效果良好。且此方案下反射率曲线在长波方向区分良好，很好的符合设计初衷。
为进一步提高膜层厚度计算精度，尝试建立数学模型期望以理论值拟合实际测试结果，借助python语言平台进行建模，这里以500 nm厚SiO2测试结果为例进行展示。
图（3）Si基500 nmSiO2膜层对应反射率曲线a：理论曲线；b：实测曲线；c：理论与拟合曲线对比
图（3）给出500 nmSiO2膜层的理论反射率曲线，通过对比（b）图可以发现在理论曲线从长波向短波方向呈现整体强度增大的趋势，这是因为模型内引入Si基反射率曲线，二者保持相同趋势。以该模型为基础代入实际测量曲线进行拟合仿真，得到图（c）拟合结果为497.79 nm，可以看见拟合曲线与实测曲线在峰值位保持一致，在峰强值存有差异，这是理论计算与实测环境的差异，可进一步优化。
