?!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "//www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> 11选5助手:多功能椭偏测厚仪 - 技术论? - 广东快乐十分走势图云南快乐十分走势广东快乐十分走势图云南快乐十分一定牛云南快乐十分单双
你好,欢迎访?广东快乐十分走势图 | 注册

广东快乐十分走势图 www.4sny7.cn   摘要:研究成功一台变入射角反射式消光法多功能智能椭偏测厚仪。实验表?仪器的测厚准确度?plusmn;0·1 nm;椭偏参数Ψ?Delta;的测量重复性精度分别为±0·1°?plusmn;0·3°,适用于纳米级薄膜厚度和折射率的测量?/p>

  1 前 言

  随着纳米级薄膜技术及应用的发?准确测量薄膜厚度受到人们的高度重视。目?测量薄膜厚度主要有干涉法、称重法、X射线法、电容法和椭偏法,而椭偏法是测量精度和灵敏度最高的一种[1]。在国内,主要采用手动的TP-77型和WJZ型椭偏测厚仪,仅配有一种入射角和衬底材料的薄膜(n,d) ~ (ψ,Δ)函数??0°,SiO2)。已不能适应高校、科研院所在教学和科研中的需要。而国外的同类仪器早已智能化和商品化[2,3],但价格昂贵。为?我们研制成功一台变入射角反射式消光法多功能智能椭偏测厚仪。该机采用半导体激光器为光?具有性能稳定,测量准确度高、体积小和造价低等特点。已通过省级技术鉴?现已小批量生?可满足高校、研究所和工厂的部分需要。本文主要介绍仪器的设计、结构、软硬件组成、性能和实测结果?/p>

  2 椭偏测厚仪的设计和制?/strong>

  2·1 椭圆偏振测量原理

  根据椭偏术的基本方程

  式中RP和RS分别为光矢量平行和垂直于入射面分量的反射系数;ψ?Delta;称椭偏参?是与样品光学参数有关的量。本仪器采用消光法原理来测量ψ?Delta;。设P和A分别为检器消光时新对应的起偏器和检偏器的方位角,?ψ,Δ)?P,A)关系?/p>

  因此,只要测量出样品的消光?P,A),根据?2)可计?psi;?Delta;,从而查表求出样品的光学参数,如薄膜的厚度和折射率等?/p>

  2·2 仪器的结构组?/p>

  椭偏测厚仪的组成如图1所示。整个光路在水平面内,样品平面与水平面垂直。光源采用单?35·0nm的半导体激光器,选择集成光电二极管为光探测器。偏振片由人造二向色性材料制?消光比小?0-3,1/4波片选用优质云母,起、检偏器的角度测量是通过角度编码器完?光耦合器用来探测起、检偏器每一轮转动的起始位置?/p>

  2·3 光源的选择

  小功率单模半导体激光器的输出光功率随时间的变化如图2所?若接入稳功率驱动电源?光功率波动小?%,再对其输出光束进行准直、滤波和补偿处理,可得到符合使用要求的单色平行光?/p>

  2·4 消光角的读取技术和减少误差的措?/p>

  由于透过检偏器的光强可表示为[1]

  式中Pn、An为消光角; P和A分别为起、检偏器的方位角。当在消光角附近?即A≈An(或P≈Pn),?4)可近似为

  ?5)是抛物线方程。因?找读消光角时,利用到达光探测器的光强在极小值附近与起偏角或检偏角?ldquo;U”形关?不直接读取光强极小值新对应的角?而是在极小值附近取两个对称等光强点新对应角度的平均值。实验表?这样处理可以大大减少由于系统随机干扰带来的误?提高测量重复性精度?/p>

  另外,还运用二区平均法,读取两组消光?P1,A1)?P2,A2),减少系统误差,提高测量准确度。寻找和读取消光角的过程采用逐步迫近?轮流依次转动起偏器和检偏器,具体测量过程如下: (1)使起偏器位于0°方位?检偏器位于90°方位角处;(2)检偏器不动,使起偏器转动90°,读取?0°内光强极小时的起偏器方位角P1;(3)使起偏器回到方位角P1? (4)起偏器不?旋转检偏器,读取检偏器在所?80°内光强极小时的方位角A1;(5)使检偏器回到方位角A1? (6)重复(2)~(5)步聚三次,得到第一组消光角(P1,A1);(7)置检偏器于方位角π~A1?起偏器于方位?0°? (8)重复类似步骤(2)~(6),只是这时P1变成P2,A1变成A2,可得到第二组消光?P2,A2)?/p>

  2·5 仪器的硬件电路和软件

  仪器的硬件电路框图如?所?主要包括光电转换及信号处理电路、AD转换电路、脉冲信号细分电路、脉冲计数电路、起点控测电路和微机接口电路?/p>

  在脉冲细分电路中,由于分辨率为1 800 P/R的角度编码器输出两相相差π/2的脉冲信??4 LS86组成的细分电路后,每个脉冲代表0·05°?/p>

  仪器的软件设计以硬件电路和测量过程的要求为基础,采用模块化结?全部用C语言编写[4]。测量软件的菜单如图4所示。主要包括文件管理、调试、生成表及查表、监视、测量和帮助?/p>

  3 仪器的主要性能指标

  经鉴定委员会确认,本仪器具有如下功能和指标:(1)仪器测厚准确?±0·1 nm(薄膜厚度?0 nm以下?,±0·5 nm(薄膜厚度?0~100 nm?; (2)起偏角P和检偏A的测量分辨率: 0·05°; (3)ψ?Delta;的重复性精度分别为±0·1°?plusmn;0·3°; (4)入射角连续调节范? 30°~90°; (5)可测薄膜厚度和折射率范围分别?1~300 nm?·05~2·50; (6)可测不同材料表面的薄膜样? (7)样品真空无损吸附,可一维扫描?/p>

将本文分享至?/span>
分享到新浪微?/div> |

【免责声明】本文仅代表作者个人观点,与中国计量测控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文?及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容?/p>

计测微信
前沿的计量测试资讯海量呈现,高端的计量测试技术权威发布?br>service@www.4sny7.cn
计测客户端下?/h6>
这里有计量领域最大的社交圈子,您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。iPhone
这里有计量领域最大的社交圈子,您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。Android

共有0参与评论,查看评论

用户名: 密码?input type="password" style="width: 80px;" class="fbbo01" id="password" value="******" onkeypress="quickSubmit(event);" onclick="if(this.value==valueofpassinout)this.value='';" onblur="if(this.value=='')this.value=valueofpassinout;" onfocus="if(this.value==valueofpassinout)this.value='';" />