[發明專利]一種用于旋轉器件型光譜橢偏儀系統的電機光譜儀同步方法

有效

• 申請號: 202011232895.3
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112345462B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張傳維;史玉托;李偉奇;陳軍;郭春付
• 申請（專利權）人: 武漢頤光科技有限公司
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 高蘭

本發明涉及一種用于旋轉器件型光譜橢偏儀系統的電機光譜儀同步方法，首先設置光譜儀積分時間為t以及采集幀數為n*N₁,進行光譜采集并保存；從中提取所有周期內所有幀數在波長點λ₂的光譜數據，并繪制光譜曲線圖，得到包含有N₁條光譜曲線的曲線圖1，并計算曲線圖1中光譜曲線線寬D；所述在波長點λ₂的光譜數據的特征為該波長點在不同周期內的變化趨勢為上下震動；然后對所述光譜儀積分時間t進行調制，并繪制光譜曲線圖，若無論增加或減小積分時間，調制后的光譜曲線圖中光譜曲線線寬均大于調制前的光譜曲線線寬D，則光譜儀積分時間t即為最佳積分時間，此時電機與光譜儀同步。

技術領域

本發明涉及精密光學測量儀器系統技術領域，具體涉及一種用于旋轉器件型光譜橢偏儀的電機、光譜儀同步方法。

背景技術

橢圓偏振儀(簡稱橢偏儀)是一種利用光的偏振特性獲取待測樣品信息的通用光學測量儀器。其基本原理是通過偏振器件將特殊的橢圓偏振光投射到待測樣品表面，通過測量待測樣品的反射光(或者透射光)，以獲得偏振光在反射(或者透射)前后的偏振態變化(包括振幅比和相位差)，進而從中提取出待測樣品的信息。

旋轉器件型光譜橢偏儀，以下簡稱光譜橢偏儀，包括旋轉起偏器型橢偏儀，單旋轉補償器型橢偏儀和雙旋轉補償器型橢偏儀是一類應用廣泛的光譜橢偏儀。旋轉器件型光譜橢偏儀可用于各種信息光電子功能材料和器件的光學常數分析，測量對象包括金屬、半導體、超導體、絕緣體、非晶體、磁性材料、薄膜材料、電光材料、非線性材料、各向同性和/或各向異性材料等；可用于薄膜材料的表面、界面及粗糙度分析；也可用于納米制造中各種納米結構的形貌參數如特征線寬、周期間距、高度、側壁角、套刻誤差、線邊粗糙度及線寬粗糙度等的測量。

在使用旋轉器件型光譜橢偏儀對樣品進行測量前，都必須對系統測量參數做出要求：1)采集幀數n，根據橢偏儀系統方程式數量計算單個周期內所需采集幀數；2)采集周期數N，即采集足夠周期數數據，求得均值，可以提升測量準確度；3)電機轉速n1，電機轉動半圈所需時間等于光譜儀采集完成一個周期所需時間；4)測量時間T，光譜儀采集所有周期內全部幀數點所需時間，這是測量的基本先決條件；5)光譜儀積分時間t，即光譜儀采集每一個幀數點所需時間，但因為光譜儀時序問題，使得光譜儀收到電機發出觸發信號開始采集某個周期起始幀數點數據的時候都會出現偏置，最后會造成不同周期內相同幀數點采集的數據差異較大，即不同時間點采集的某個周期內相同幀數點數據不同，這將會對橢偏儀在不同時間段的測量結果造成嚴重的偏差。故需對光譜儀與電機轉速之間做出同步，這樣就可以使得光譜儀在不同時間點內采集的相同幀數點數據一致，同樣當光譜儀在不同時間點內采集的幀數點數據一致時也可以減少橢偏儀采集周期數，即整個橢偏儀系統測量時間相應減少。最后將采集的數據導入橢偏儀系統計算，可以對橢偏儀系統測量準確性與重復性提升有極大效果。因此，必須提出一種適用旋轉器件型光譜橢偏儀系統一種電機、光譜儀同步方法，并實現旋轉器件型光譜橢偏儀高精度快速測量。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種用于旋轉器件型光譜橢偏儀系統的電機光譜儀同步方法，該方法可以實現旋轉器件型光譜橢偏儀高精度快速測量。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種用于旋轉器件型光譜橢偏儀系統的電機光譜儀同步方法，包括以下步驟：

S1，設置光譜儀積分時間為t以及采集幀數為n*N₁,進行光譜采集并保存；n為單個周期所需采集幀數，N₁為采集周期數；

S2，從中提取所有周期內所有幀數在波長點λ₂的光譜數據，并繪制光譜曲線圖，得到包含有N₁條光譜曲線的曲線圖1，并計算曲線圖1中光譜曲線線寬D；所述在波長點λ₂的光譜數據的特征為該波長點在不同周期內的變化趨勢為上下震動；