光学干涉仪的纳米级表面测量与薄膜检测考核试卷

光学干涉仪的纳米级表面测量与薄膜检测考核试卷考生姓名：答题日期：得分：判卷人：

本次考核旨在检验考生对光学干涉仪在纳米级表面测量与薄膜检测方面的理论知识和实际操作技能，包括干涉仪的原理、操作流程、误差分析以及数据处理等内容。

一、单项选择题（本题共30小题，每小题0.5分，共15分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.光学干涉仪的基本原理是基于（）。

A.光的衍射

B.光的干涉

C.光的偏振

D.光的反射

2.干涉仪中常用的分束器是（）。

A.全反射棱镜

B.薄膜分束器

C.全透射光栅

D.折射棱镜

3.干涉条纹的间距与（）成正比。

A.光源波长

B.物镜焦距

C.分束器厚度

D.干涉仪的放大倍数

4.纳米级表面测量时，为了保证测量精度，应选用（）干涉仪。

A.机械扫描

B.相位扫描

C.数字扫描

D.视频扫描

5.薄膜检测中，干涉仪的入射光应（）。

A.垂直入射

B.斜入射

C.平行入射

D.随机入射

6.干涉仪中，光束分离后，两束光的（）应保持一致。

A.相位

B.波长

C.偏振方向

D.强度

7.干涉条纹的移动方向与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

8.薄膜检测时，为了消除光路差，应（）。

A.调整入射角

B.调整物镜位置

C.调整分束器位置

D.调整检测器位置

9.光学干涉仪中，为了提高测量精度，应尽量减小（）。

A.干涉仪的放大倍数

B.干涉条纹的间距

C.干涉仪的焦距

D.光源波长

10.干涉条纹的模糊程度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

11.光学干涉仪中，为了消除杂散光，应（）。

A.调整光源方向

B.调整分束器位置

C.调整检测器位置

D.增加干涉仪的焦距

12.干涉条纹的对比度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

13.薄膜检测中，为了提高测量精度，应选用（）干涉仪。

A.机械扫描

B.相位扫描

C.数字扫描

D.视频扫描

14.光学干涉仪中，为了减小系统误差，应（）。

A.调整光源方向

B.调整分束器位置

C.调整检测器位置

D.增加干涉仪的焦距

15.干涉条纹的移动速度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

16.薄膜检测中，为了消除光路差，应（）。

A.调整入射角

B.调整物镜位置

C.调整分束器位置

D.调整检测器位置

17.光学干涉仪中，为了提高测量精度，应尽量减小（）。

A.干涉仪的放大倍数

B.干涉条纹的间距

C.干涉仪的焦距

D.光源波长

18.干涉条纹的模糊程度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

19.光学干涉仪中，为了消除杂散光，应（）。

A.调整光源方向

B.调整分束器位置

C.调整检测器位置

D.增加干涉仪的焦距

20.干涉条纹的对比度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

21.薄膜检测中，为了提高测量精度，应选用（）干涉仪。

A.机械扫描

B.相位扫描

C.数字扫描

D.视频扫描

22.光学干涉仪中，为了减小系统误差，应（）。

A.调整光源方向

B.调整分束器位置

C.调整检测器位置

D.增加干涉仪的焦距

23.干涉条纹的移动速度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

24.薄膜检测中，为了消除光路差，应（）。

A.调整入射角

B.调整物镜位置

C.调整分束器位置

D.调整检测器位置

25.光学干涉仪中，为了提高测量精度，应尽量减小（）。

A.干涉仪的放大倍数

B.干涉条纹的间距

C.干涉仪的焦距

D.光源波长

26.干涉条纹的模糊程度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

27.光学干涉仪中，为了消除杂散光，应（）。

A.调整光源方向

B.调整分束器位置

C.调整检测器位置

D.增加干涉仪的焦距

28.干涉条纹的对比度与（）有关。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉仪的放大倍数

D.物镜焦距

29.薄膜检测中，为了提高测量精度，应选用（）干涉仪。

A.机械扫描

B.相位扫描

C.数字扫描

D.视频扫描

30.光学干涉仪中，为了减小系统误差，应（）。

A.调整光源方向

B.调整分束器位置

C.调整检测器位置

D.增加干涉仪的焦距

二、多选题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.光学干涉仪在纳米级表面测量中的应用包括（）。

A.表面粗糙度测量

B.薄膜厚度测量

C.纳米结构尺寸测量

D.光学元件质量检测

2.干涉仪中常见的误差来源有（）。

A.系统误差

B.随机误差

C.光路误差

D.环境误差

3.光学干涉仪中，为了提高测量精度，可以进行（）调整。

A.调整光源方向

B.调整物镜位置

C.调整分束器位置

D.调整检测器位置

4.薄膜检测时，影响测量结果的因素有（）。

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉条纹对比度

D.环境温度

5.使用光学干涉仪进行薄膜厚度测量时，需要注意（）。

A.选择合适的光源波长

B.确保光路稳定

C.避免杂散光干扰

D.校准干涉仪

6.干涉仪中，以下哪些属于相位扫描方法？（）

A.机械扫描

B.相位扫描

C.数字扫描

D.视频扫描

7.薄膜检测中，以下哪些因素会影响干涉条纹的移动？（）

A.薄膜厚度变化

B.环境温度变化

C.光源波长变化

D.干涉仪系统误差

8.光学干涉仪的校准步骤包括（）。

A.校准光源

B.校准物镜

C.校准分束器

D.校准检测器

9.使用光学干涉仪进行表面粗糙度测量时，需要考虑（）。

A.表面均匀性

B.表面光洁度

C.表面形貌

D.表面物理特性

10.干涉仪中，以下哪些属于系统误差？（）

A.光路误差

B.环境误差

C.光源波动

D.干涉仪老化

11.薄膜检测中，以下哪些方法可以用来消除光路差？（）

A.调整入射角

B.调整物镜位置

C.调整分束器位置

D.调整检测器位置

12.光学干涉仪的维护保养包括（）。

A.清洁光学元件

B.校准干涉仪

C.检查光源稳定性

D.更换损坏的部件

13.使用光学干涉仪进行纳米结构尺寸测量时，以下哪些因素会影响测量结果？（）

A.纳米结构的形状

B.纳米结构的均匀性

C.干涉条纹的清晰度

D.干涉仪的放大倍数

14.干涉仪中，以下哪些属于随机误差？（）

A.光路波动

B.环境变化

C.干涉仪老化

D.光源波动

15.薄膜检测中，以下哪些方法可以提高测量精度？（）

A.选择合适的光源波长

B.确保光路稳定

C.避免杂散光干扰

D.使用高精度干涉仪

16.光学干涉仪的测量原理基于（）。

A.光的衍射

B.光的干涉

C.光的偏振

D.光的反射

17.使用光学干涉仪进行表面粗糙度测量时，以下哪些参数需要记录？（）

A.干涉条纹间距

B.表面高度

C.测量位置

D.测量时间

18.干涉仪中，以下哪些属于误差分析的内容？（）

A.系统误差分析

B.随机误差分析

C.光路误差分析

D.环境误差分析

19.薄膜检测中，以下哪些因素会影响测量结果？（）

A.薄膜厚度

B.光源波长

C.干涉条纹对比度

D.环境温度

20.光学干涉仪在科学研究中的应用领域包括（）。

A.材料科学

B.光学工程

C.生物医学

D.电子工程

三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）

1.光学干涉仪的基本原理是利用光的________干涉现象。

2.干涉仪中，分束器的作用是________光束。

3.干涉条纹的间距与________成正比。

4.纳米级表面测量时，为了保证测量精度，应选用________干涉仪。

5.薄膜检测中，干涉仪的入射光应________。

6.干涉仪中，两束光的________应保持一致。

7.干涉条纹的移动方向与________有关。

8.薄膜检测中，为了消除光路差，应________。

9.光学干涉仪中，为了提高测量精度，应尽量减小________。

10.干涉条纹的模糊程度与________有关。

11.光学干涉仪中，为了消除杂散光，应________。

12.干涉条纹的对比度与________有关。

13.薄膜检测中，为了提高测量精度，应选用________干涉仪。

14.光学干涉仪中，为了减小系统误差，应________。

15.干涉条纹的移动速度与________有关。

16.薄膜检测中，为了消除光路差，应________。

17.光学干涉仪中，为了提高测量精度，应尽量减小________。

18.干涉条纹的模糊程度与________有关。

19.光学干涉仪中，为了消除杂散光，应________。

20.干涉条纹的对比度与________有关。

21.薄膜检测中，为了提高测量精度，应选用________干涉仪。

22.光学干涉仪中，为了减小系统误差，应________。

23.干涉条纹的移动速度与________有关。

24.薄膜检测中，为了消除光路差，应________。

25.光学干涉仪在科学研究中的应用领域包括________、________、________等。

四、判断题（本题共20小题，每题0.5分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.光学干涉仪是利用光的衍射现象进行测量的。（）

2.干涉仪中，分束器的作用是使入射光束分为两束。（）

3.干涉条纹的间距与光源波长无关。（）

4.纳米级表面测量时，可以使用机械扫描干涉仪。（）

5.薄膜检测中，干涉仪的入射光应垂直入射。（）

6.干涉仪中，两束光的偏振方向应保持一致。（）

7.干涉条纹的移动方向与薄膜厚度无关。（）

8.薄膜检测中，为了消除光路差，应调整入射角。（）

9.光学干涉仪中，为了提高测量精度，应尽量减小干涉仪的放大倍数。（）

10.干涉条纹的模糊程度与光源波长有关。（）

11.光学干涉仪中，为了消除杂散光，应调整光源方向。（）

12.干涉条纹的对比度与干涉仪的焦距有关。（）

13.薄膜检测中，为了提高测量精度，应选用数字扫描干涉仪。（）

14.光学干涉仪中，为了减小系统误差，应调整物镜位置。（）

15.干涉条纹的移动速度与光源波长无关。（）

16.薄膜检测中，为了消除光路差，应调整分束器位置。（）

17.光学干涉仪中，为了提高测量精度，应尽量减小干涉仪的焦距。（）

18.干涉条纹的模糊程度与干涉仪的放大倍数有关。（）

19.光学干涉仪中，为了消除杂散光，应调整检测器位置。（）

20.光学干涉仪在材料科学领域有广泛的应用。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.阐述光学干涉仪在纳米级表面测量中的主要应用及其优势。

2.分析薄膜检测中可能出现的误差来源及其相应的解决方法。

3.结合实际应用，说明如何选择合适的光源波长以提高薄膜检测的精度。

4.讨论光学干涉仪在纳米技术领域的发展趋势及其对相关学科的影响。

六、案例题（本题共2小题，每题5分，共10分）

1.案例一：某科研团队需要测量一块光学薄膜的厚度，已知光源波长为632.8nm，使用光学干涉仪进行测量。测得干涉条纹移动了100条，求薄膜的厚度。

2.案例二：在纳米材料的研究中，使用光学干涉仪对一块纳米薄膜进行表面粗糙度测量。已知干涉仪的放大倍数为200倍，测量得到的干涉条纹间距为0.2mm。请计算该纳米薄膜的表面粗糙度。

标准答案

一、单项选择题

1.B

2.B

3.A

4.C

5.A

6.B

7.A

8.C

9.B

10.A

11.A

12.A

13.C

14.B

15.A

16.C

17.B

18.A

19.A

20.A

21.C

22.B

23.A

24.C

25.B,A,C

二、多选题

1.ABCD

2.ABCD

3.ABC

4.ABC

5.ABCD

6.BC

7.ABC

8.ABCD

9.ABCD

10.ABCD

11.ABC

12.ABCD

13.ABCD

14.ABC

15.ABC

16.ABC

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空题

1.相干

2.分束

3.光源波长

4.数字扫描

5.垂直入射

6.相位

7.薄膜厚度

8.调整入射角

9.干涉条纹的间距

10.薄膜厚度

11.调整光源方向

12.