光学薄膜在现代科研及生活中得到广泛应用,但制备高性能的薄膜不仅需要先进的镀膜制备技术,还需要优良的膜厚监控技术。本文先介绍了目前比较常用的几种薄膜制备方法和薄膜生长监控方法。在膜厚监控方法中光电极值法是一种被研究较早、应用很成熟的方法。本文以实际应用的目的,研制了一套基于光电极值法的多波段真空镀膜监控系统。监控系统由硬件和软件组成。硬件包含多波段选择部分和主控部分。多波段选择电路主要用于放置电磁机械光开关,光开关接收高低电平信号控制通路选择,实现无需动手只通过命令即可控制光源切换的目的。主控电路板以带8051内核、同时带USB内核的AN2131SC单片机为中心设计外围电路。外围电路包括存储单片机固件程序的外部EEPROM电路、信号采集电路、信号放大电路、模数转换电路及负责数据信息通信的USB接口电路。根据硬件实现的功能,可将硬件电路分为三个模块：多波段选择模块、信号采集与处理模块、控制与传输模块。软件部分包括单片机固件程序和上位机应用程序。固件程序负责单片机管理,向各外围电路发送控制信号完成切换光源信号和模数转换等。此外,通过添加标识实现数字信号中监控数据和参考数据交替上传。上位机应用程序实现人机交互,作为发送各种控制命令的源头,实现了向单片机发送命令开启或停止监控系统等指示单片机系统工作。最重要的,上位机应用程序接收单片机上传的数据信息,经过分析处理,在人机交互界面绘制出薄膜厚度实时变化曲线。对监控信号曲线进行微分,用微分曲线表示监控信号实时变化更加准确判断极值出现时间。微分曲线的时间横轴与监控信号相同,纵轴表示两相邻监控信号点的差分量,差分量大小表示薄膜生长快慢,正负符号表示通过薄膜的光源透射率增大和减小。此外通过调整图像上能表示的最大差分量值,提高曲线的可观测性。