[發(fā)明專利]光彈調(diào)制器位相延遲在線修正方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710059902.2
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101201467A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡春光;李艷寧;胡小唐;孫立東;比德·切彭菲爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G01N21/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 劉國威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光譜儀信號調(diào)制技術(shù)和誤差修正技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光彈調(diào)制器位相延遲在線修正方法。

技術(shù)背景

橢圓偏振光測量技術(shù)和反射差分測量技術(shù)在半導(dǎo)體加工和薄膜分析方面，特別是膜厚測量、多層結(jié)構(gòu)分析、折射率與介電常數(shù)檢測和薄膜生產(chǎn)在線監(jiān)測、半導(dǎo)體工藝在線檢測等環(huán)節(jié)，扮演著重要的角色。人們通常通過分析測試樣品在不同光學(xué)波段的光學(xué)反應(yīng)，即光譜信號，來判斷和確定樣品的屬性。因此，橢偏光譜術(shù)和反射差分光譜術(shù)應(yīng)運而生，它們經(jīng)過一次測量(即多個波長的光信號同時測量)或者一系列測量(即每次測量一個波長的光信號，通過掃描方式完成光譜測量)，獲得光譜信息。

為有效地將較小的測試信號從大噪聲中提取出來，提高測量精度，采用光彈調(diào)制器的位相調(diào)制技術(shù)被應(yīng)用在信號的調(diào)制中，然而光彈晶體產(chǎn)生的位相延遲的幅值隨光學(xué)波長發(fā)生變化，即在相同的條件下，不同的光學(xué)波長穿過光彈晶體時形成的位相延遲的大小不相同。若多個波長同時進(jìn)行測量，需要知道每個波長下光彈晶體作用的位相延遲值。

目前的方法有兩種，一是位相延遲值固定為某個值，對于不同的波長，通過改變光彈調(diào)制器的工作參數(shù)(控制電壓)來保證位相延遲的不變，這種方法需要提前標(biāo)定每個波長下光彈調(diào)制器的工作參數(shù)，而且使用時一次只能測量一個波長，通過掃描波長獲得光譜信息，因此不能滿足快速測量的要求，也無法實現(xiàn)多波長并行測量；另外一種則根據(jù)位相延遲與波長的關(guān)系對進(jìn)行軟件修正，稱為波長修正法，即光彈調(diào)制器固定工作參數(shù)，在假定光彈晶體雙折射率不變的條件下，利用波長長度與位相延遲成反比的關(guān)系，在軟件中計算出每個波長對應(yīng)的位相延遲值，從而達(dá)到對信號的修正。但該方法僅適用于可見光和近紅外光區(qū)域的位相延遲修正，在紫外區(qū)域，修正誤差較大，不能達(dá)到測量精度的要求，因而制約了上述技術(shù)在該區(qū)域以及包含紫外區(qū)域的全光譜范圍的測量。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于：提供一種在線修正光彈調(diào)制器位相延遲的方法，用于解決多波長并行測量時，因光彈調(diào)制器位相延遲隨波長的變化，而產(chǎn)生的計算誤差。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

光彈調(diào)制器位相延遲在線修正方法由電壓修正法和基于壓光系數(shù)的波長修正法兩種修正措施組成。其中，電壓修正法包括下列步驟：

1.根據(jù)參考波長λ₀，查詢光彈調(diào)制器針對參考相位A₀的出廠標(biāo)定數(shù)據(jù)，獲得光彈調(diào)制器實際的控制電壓V₀；

2.根據(jù)需要測量的波長λ₁，查詢光彈調(diào)制器針對參考相位A₀的出廠標(biāo)定數(shù)據(jù)，獲得該情況下光彈調(diào)制器應(yīng)當(dāng)采用的控制電壓V₁；

3.根據(jù)下式求解測量波長λ₁在控制電壓V₀下的位相延遲A₁：

A1=V0V1A0.]]>

光彈調(diào)制器位相延遲在線修正方法，還可以是基于壓光系數(shù)的波長修正法：

1.根據(jù)參考波長λ₀，查詢光彈調(diào)制器針對參考相位A₀的出廠標(biāo)定數(shù)據(jù)，獲得光彈調(diào)制器實際的控制電壓V₀，查詢光學(xué)手冊，獲得光彈晶體在該波長下的壓光系數(shù)C₀；

2.根據(jù)需要測量的波長λ₁，查詢光彈調(diào)制器針對參考相位A₀的出廠標(biāo)定數(shù)據(jù)，獲得該情況下光彈調(diào)制器應(yīng)當(dāng)采用的控制電壓V₁，查詢光學(xué)手冊，獲得光彈晶體在該波長下的壓光系數(shù)C₁；

3.根據(jù)下式求解測量波長λ₁在控制電壓V₀下的位相延遲A₁：