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

ВИМІРЮВАННЯ ТОВЩИН ОПТИЧНО ПРОЗОРИХ ШАРУВАТИХ СТРУКТУР МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОЇ ІНТЕРФЕРОМЕТРІЇ

Рубрика: 
ПРИКЛАДНА РАДІОФІЗИКА
Лукін, КО, Татьянко, ДМ, Піх, АБ, Земляний, ОВ
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: lukin.konstantin@gmail.com
https://doi.org/10.15407/rej2017.01.077
Мова: російська
Анотація: 

У роботі представлені результати застосування методу спектральної інтерферометрії оптичного діапазону для вимірювання товщини тонких плівок. Аналітично та експериментально проаналізовано спектр сумарного випромінювання на виході волоконно-оптичного інтерферометра Фабрі–Перо, який формується за рахунок відбиттів широкосмугового випромінювання від багатошарових структур, в тому числі і для окремого випадку двох відбиттів, коли об’єктом дослідження є тонкі плівки. Виділено інформативні компоненти спектра, відповідні відстаням до поверхонь, що відбивають. Результати експериментів, які проводилися з використанням широкосмугових світлодіодних джерел оптичного випромінювання, перебувають у повній відповідності з результатами, отриманими теоретично. Розроблено програмний інструментарій з графічним інтерфейсом користувача, призначений для обробки і візуалізації отриманих експериментальних результатів. Результати, що були отримані в роботі, дозволять поліпшити характеристики вимірювального обладнання в медицині, профілометрії, а також створювати еталонні засоби вимірювальної техніки в метрології.
Ключові слова: волоконно-оптичний інтерферометр, вторинний спектр, метод спектральної інтерферометрії, подвійний спектральний аналіз, світлодіод, тонкі плівки, шумова радіолокація

Стаття надійшла до редакції 14.12.2016
PACS 42.87.Bg; 68.55.Jd
УДК 681.785.57
Radiofiz. elektron. 2017, 22(1): 77-85
Повний 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