• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИН ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

Лукин, КА, Татьянко, ДН, Пих, АБ, Земляный, ОВ
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: lukin.konstantin@gmail.com

https://doi.org/10.15407/rej2017.01.077
Язык: русский
Аннотация: 

В работе представлены результаты применения метода спектральной интерферометрии оптического диапазона для измерения толщин тонких пленок. Аналитически и экспериментально проанализирован спектр суммарного излучения на выходе волоконно-оптического интерферометра Фабри–Перо, который формируется за счет отражений широкополосного излучения от многослойных структур, в том числе и для частного случая двух отражений, когда объектом исследования являются тонкие пленки. Выделены информативные компоненты спектра, соответствующие расстояниям до отражающих поверхностей. Результаты экспериментов, которые проводились с использованием широкополосных светодиодных источников оптического излучения, находятся в полном соответствии с теоретическими выводами. Разработан программный инструментарий с графическим интерфейсом пользователя, предназначенный для обработки и визуализации данных, полученных экспериментально. Полученные в работе результаты позволят улучшить характеристики измерительного оборудования в медицине, профилометрии, а также создавать эталонные средства измерений в метрологии.

Ключевые слова: волоконно-оптический интерферометр, вторичный спектр, двойной спектральный анализ, метод спектральной интерферометрии, светодиод, тонкие пленки, шумовая радиолокация

Статья поступила в редакцию 14.12.2016
PACS 42.87.Bg; 68.55.Jd
УДК 681.785.57
Radiofiz. elektron. 2017, 22(1): 77-85
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Лукин К. А. Шумовая радарная технология. Радиофизика и электроника: сб. науч. тр. Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. Харьков, 1999. Т. 4, № 3. С. 105–111.
  2. Lukin K. A., Kulik V. V., Mogyla A. A. Spectral interferometry method and autodyne (self-mixing) effect for noise radar applications. First International Workshop on the Noise Radar Technology: int. conf., (Yalta, 18–20 Sept. 2002): conf. proc. Yalta, Crimea, Ukraine, 2002. P. 179–186.
  3. Lukin K. A. Noise Radar Technology: the principles and short overview. Applied Radio Electronics. 2005. vol. 4, no 1. P. 4–13.
  4. Lukin K. A. Millimeter-Wave Band Noise Radar. Telecommunications and Radio Engineering. 2009. vol. 68, N 14.  Р. 1229–1255.
  5. Poirier J. L. Quasi-monochromatic scattering and some possible radar applications. Radio Science. 1968. vol. 3, N 9. P. 881–886.
  6. Ефимов Б. П., Лукин К. А., Ракитянский В. А. О трансформации спектра стохастических колебаний под действием отражений. Журнал технической физики. 1988. Т. 58, вып. 12. С. 2398–2400.
  7. Залогин Н. Н., Калинкевич А. А., Кириллин К. Л., Кислов В. Я. О возможности измерения расстояния до шероховатой поверхности методом спектрального анализа непрерывного шумового сигнала. Радиотехника и электроника. 1990. Т. 35, № 3. С. 548–555.
  8. Залогин Н. Н., Калинкевич А. А., Кириллин К. Л. Расчет соотношения сигнал/шум для радиолокационной станции, работающей по методу двойного спектрального анализа шумового сигнала. Радиотехника и электроника. 1993. Т. 38, № 2. С. 278–286.
  9. Кулик В. В., Лукин К. А., Ракитянский В. А. Модификация метода двойной спектральной обработки шумовых сигналов. Украинский метрологический журнал. 1997. № 4. С. 28–32.
  10. Могила А. А., Лукин К. А., Кулик В. В. Статистическая погрешность измерения расстояния методом спектральной интерферометрии. Радиофизика и электроника: сб. науч. тр. Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. Харьков, 2000. Т. 5, № 1. С. 163–170.
  11. Калинин В. И. Сверхширокополосная радиолокация с двойной спектральной обработкой шумових сигналов. Радиотехника. 2005. № 3. С. 25–35.
  12. Lukin K. A., Machekhin Yu. P., Danailow M. B., and Tatyanko D. N. Application of the Spectral Interferometry Method for Micro- and Nanodistance Measurement. Telecommunications and Radio Engineering. 2011. vol. 70, N 17. P. 1579–1591.
  13. Tatyanko D., Lukin K., Pikh A. Application of Optical Spectral Interferometry for Thin Film Thickness Measurement. 9th Int. Kharkiv Symp. on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves (MSMW'2016) (Kharkov, June 20–24, 2016). Kharkov, Ukraine, 2016. CD-ROM. Papers\Session F\F-7.pdf.
  14. Lukin K. A., Danailow M. B., Machekhin Yu. P., and Tatyanko D. N. Nano-distance measurements using spectral interferometry based on light-emitting diodes. Applied Radio Electronics. 2013. vol. 12, N 1. P. 166–171.
  15. Лукин К. А., Татьянко Д. Н., Земляный О. В., Пих А. Б. Измерение толщин тонких пленок методом спектральной интерферометрии. Прикладная радиоэлектроника. 2016. Т. 15, № 4. С. 350–354.
  16. Hlubina P. Dispersive white-light spectral interferometry to measure distances and displacements. Optics Communications. 2002. vol. 212, Iss. 1–3. P. 65–70.
  17. Троицкий В. С. Флюктуации в нагруженной линии. Журнал технической физики. 1955. Т. 25, № 8. С. 1426–1435.
  18. Manojlović L. M. A simple white-light fiber-optic interferometric sensing system for absolute position measurement. Optics and Lasers in Engineering. 2010. vol. 48, N 4. P. 486–490.
  19. THORLABS. SP2-USB – USB 2.0 Spectrometer, 500–1000 nm Spectral Range. URL: https://www.thorlabs.com/ thorpro-duct.cfm?partnumber=SP2-USB&pn=SP2-USB#5675