超精密的微纳器件是制造领域的核心器件, 随着超精密加工技术的迅猛发展, 对相应的微纳检测技术要求越来越高。 微纳检测技术是保证超精密加工技术精确稳定的重要手段, 是超精密加工技术进一步发展的前提。 现有的微纳器件表面轮廓检测方法按是否使用光学原理可以分为光学类和非光学类, 非光学类检测通常为点扫描、 接触检测的方式, 检测效率低, 容易破坏待测器件的表面形貌。 光学类的检测方式多为面扫描, 非接触式测量, 不会划伤待测器件, 检测效率高。 在光学检测中, 白光干涉技术由于其相干长度短的特点, 可实现微纳器件三维形貌的高精度测量, 受到国内外研究人员的广泛关注。 在白光干涉检测技术中, 信号解调算法对整个检测系统至关重要, 传统的白光干涉信号解调算法只采用了干涉信号的部分信息, 解调精度较低, 而高精度的相移解调算法又依赖于粗定位的精度, 无法直接实现高精度的三维形貌恢复。 为了解决以上问题, 提出以相关度为基础的信号解调算法, 该算法通过三级滑动窗口计算相关度, 利用了白光干涉信号的全部信息, 无需粗定位, 就可直接确定待测物体的表面三维形貌信息。 为验证该算法的性能, 对其进行了模拟仿真和实验验证。 模拟仿真结果表明该方法具有可行性, 可准确恢复仿真待测三维结构形貌, 采用三级滑动窗的设置可有效提高运算效率。 同时, 搭建了白光干涉垂直扫描实验系统, 并对光栅结构和微透镜结构进行了测量, 将实验结果与传统的重心法和相移法进行了比较。 实验结果表明该方法能准确恢复出不同物体的三维形貌, 精度及鲁棒性均优于改进的重心法, 接近相移法, 光栅高度的恢复结果表明该方法与相移法的误差小于0.5 nm。 仿真和实验结果表明, 所提出的基于相关度的白光干涉信号解调方法是可行的, 无需粗定位便可实现待测物体表面三维形貌的高精度恢复, 具有高精度、 高鲁棒性的特点。

白光干涉型法布里-珀罗（F-P）传感技术能够实现间隙值的绝对测量。本文综述了基于白光干涉的光纤F-P传感技术领域的研究工作，重点阐述了高温高压极端环境下光纤F-P传感器及其解调技术的研究现状。目的是分析高温高压环境下基于光纤F-P传感技术的物理参数测量的原理与方法，实现基于白光干涉的光纤F-P传感技术的实用化和工程化。

为实现对蓝宝石衬底加工过程的质量监控，开发了一套蓝宝石衬底表面形貌检测和评价专用系统。基于经典垂直扫描白光干涉技术，利用其干涉图像的波动性，采用图像十字截面的灰度值方差作为清晰度评价函数，以实现系统的自动对焦；参考国家标准GB/T 29505-2013推荐的衬底测量点数及其位置分布，针对不同尺寸的蓝宝石衬底，依据同一层单位圆相邻圆心的距离来增加相应的测量点数；选取了二维、三维粗糙度评价参数作为系统评价参数，并对多点位置的粗糙度做统计参数分析。用R_a为0.1，0.2，0.4，0.8 μm的标准件对系统进行误差补偿，得到误差补偿方程，之后，用商业仪器3D光学轮廓仪Zygo7300进行对比实验，对R_a为0.8 μm标准件的5个不同位置进行了对比测量，两者测量的R_a值的误差为-0.012~0.011 μm；误差补偿完成后，分别对2英寸和4英寸蓝宝石衬底进行测量和评价分析。实验结果表明：该测量系统的精度为纳米级，能够实现不同尺寸蓝宝石衬底表面形貌的测量与分析，以及表面质量分布的评价。

Optical fiber sensor networks (OFSNs) provide powerful tools for large-scale buildings or long-distance sensing, and they can realize distributed or quasi-distributed measurement of temperature, strain, and other physical quantities. This article provides some optical fiber sensor network technologies based on the white light interference technology. We discuss the key issues in the fiber white light interference network, including the topology structure of white light interferometric fiber sensor network, the node connection components, and evaluation of the maximum number of sensors in the network. A final comment about further development prospects of fiber sensor network is presented.

采样噪声对白光干涉信号Fourier频谱的各个频率均有影响，选用合适的滤波方法进行滤波将有助于提高白光干涉信号信噪比并获得更加准确的解算结果。构建了特定能量比例条件下的能量最集中约束条件，并建立了选取带通滤波器的代价方程。实验给出了白光LED照明条件下代价方程的部分计算过程和结果，代价方程取得最小值时表面粗糙度测量标准差仅为0.02 nm。最后在所选参数条件下对银膜反射镜和台阶结构进行了测量，结果表明所提方法具有较好的测量重复性和分辨率。

空间频域算法作为白光干涉测量的重要算法之一，被广泛应用于微纳结构表面形貌测量领域。然而，传统空间频域算法中存在着由被测样品倾斜及表面形貌起伏变化引起的相位误差累积效应，并且该相位误差与干涉信号中零光程差位置的偏移程度密切相关。为此，对相位误差累积效应的原理进行分析，并在传统空间频域算法的基础上提出了一种基于包络信号辅助分析的方法以抑制相位误差累积。该方法首先通过包络信号分析对原始干涉信号中的零光程差位置的偏移进行对称性校正，再通过空间频域算法对校正后的对称信号进行相位分析，从而尽可能抑制零光程差位置偏移对空间频域分析的影响。为了验证本文方法的有效性，分别从仿真和实验的角度对该方法进行讨论。

通过对激光作用薄膜元件后的损伤过程和图像损伤特征进行分析与研究,借助光学薄膜损伤表面三维微观形貌的重构,揭示薄膜元件损伤机理。基于白光干涉显微原理,采集薄膜损伤表面的干涉显微三维云数据,运用Delaunay三角剖分法构建损伤表面的三角网格模型,通过可视化仿真,实现了损伤表面三维微观形貌的再现。结果表明:实验测试的HfO2薄膜表面损伤区域呈坑状凹陷,损伤形貌不规则,内部有鼓包、裂纹存在,边缘处陡度变化大、毛刺较多;对重构图像、VEECO Vision软件处理结果、Taylor-Hobson非接触式轮廓仪测试结果进行对比后发现,重构图像能更直观、全方位地再现损伤表面细微形貌。研究结果给分析损伤表面形貌特征、调控高损伤阈值薄膜制备工艺提供了技术支持。

为实现在表面等离子体光刻机中对掩模与基片间的间隙测量，提出一种基于白光干涉测量技术的掩模?基片间隙测量方法，并设计了以ZYNQ芯片为核心的信号处理系统。以ZYNQ芯片的片上ARM用作参数设定、驱动控制以及前端显示，以可编程逻辑资源用于实现光谱数据的小波处理和互相关解调。系统以分布并行结构运行，大大提高了测量速度，并实现了对掩模?基片间隙的实时测量。最后为了确定测量精度，搭建了激光干涉仪精度测试平台。测试实验表明，间隙测量的重复测量精度为4.4 nm，位移测量精度为6.7 nm，满足间隙测量性能稳定和精度高等要求。