光学薄膜是由纳米到微米尺度的分层介质构成的,通过界面传播光束的一类光学介质材料。大幅宽光学薄膜的制备技术有旋涂法、刮涂法、喷涂法等,在大幅宽光学薄膜制备过程中膜厚分布的均匀性,会影响大幅宽光学薄膜的性能。传统的测量方法只能单点测量,无法一次性完成全幅宽方向的膜厚测量,为实现大幅宽光学薄膜的膜厚实时分布测量,本文提出并研究了一种基于高光谱成像的线扫描膜厚测量系统。本文主要从研究背景、系统原理及设计、关键部分设计、系统搭建验证测量等方面进行阐述,具体内容如下:首先,建立线扫描膜厚测量系统模型,对系统涉及光学测量的原理进行详细阐述,如薄膜干涉,对光谱数据处理进行详细说明,最后确定光学设计和机电设计目标。其次,完成线性照射装置和高光谱成像模块的几何光路设计、光路的仿真,优化照射光路使光斑分布均匀,验证高光谱成像模块分光性能,对光路器件选型及结构设计,并对线性照射装置进行性能检验。然后,进行系统机电一体化开发,从而实现测量过程中薄膜传输、位置调节和数据采集等功能,完成线扫描膜厚测量系统的搭建,并对系统中的各个部分进行调试和性能测试。最后,在进行样品膜厚分布测量前,需要完成系统设定以及标定,提出对光谱图像畸变处理的方法。进行样品膜厚分布测量时,需完成样品折射率拟合、样品线扫描全片光谱获取、光谱图像数据处理、光谱分析和全片膜厚分布输出。