广义椭偏仪双补偿器任意比例旋转控制系统

针对目前广义椭偏仪双旋转补偿器控制旋转比例单一的问题,提出一套基于STM32单片机与步进电机的广义椭偏仪双补偿器任意比例旋转控制系统。该系统采用STM32F1单片机进行编程控制两个步进电机旋转的基础速度、速度比、旋转光学周期数,并通过LabVIEW软件进行编程,获得与之配套的上位机控制系统,完成双补偿器的任意比例旋转控制。通过搭建的广义椭偏实验系统采集双补偿器不同转速比下对空气样本测量的图像,并将其中转速比为5∶3的数据采集结果与理论空气样本波形进行归一化处理。结果显示,实际空气穆勒矩阵与理论穆勒矩阵元素的最大误差为0.014,平均误差为0.004 3,验证了该系统具有较高的可靠性与测量精度。

单电机驱动椭偏双补偿器旋转结构及系统控制

针对目前双伺服电机控制补偿器旋转的椭偏测量技术中电机同步旋转控制复杂,且探测器同步信号触发采集困难、长时间运行稳定性差等缺点。提出一种基于单电机驱动的双相位补偿器旋转结构以及控制方法。该结构中与伺服电机连接的同步齿轮的直径比为5∶3,不同的齿轮直径是为实现对双旋转补偿器的差速控制,结合双旋转补偿器椭偏测量理论,实现样品的多维度信息获取;且基于控制理论设计伺服电机驱动电路和信号触发采集电路,完成相关硬件方面设计。最终实现系统在长时间运行过程中补偿器转速稳定可控,一次测量可得穆勒矩阵16个参数,为椭偏测量样品各维度信息提供理论依据及技术支撑。

基于穆勒椭偏的纳米薄膜厚度测量与溯源

基于双旋转补偿器穆勒矩阵椭偏仪系统的薄膜厚度测量方法,通过膜厚比对分析对椭偏仪进行能力认证,实现纳米薄膜的高精度测量研究。设计了一套复合型膜厚标准样片,采用多种仪器测量其膜厚并对测量结果进行有效比对,给出相应的不确定度评定方法,研究了纳米薄膜厚度的量值溯源传递方式。首先用穆勒矩阵椭偏系统测量标定值为(100.4±0.4)nm的SiO_(2)/Si纳米薄膜标准样片,得到了膜厚测量结果为100.85 nm,相对误差仅为0.45%,说明了系统具有高精度的薄膜厚度测量能力;然后利用该系统测量标称值为50 nm的SiO_(2)/Si复合型膜厚标准样片,得到6次连续重复性测量的膜厚平均值为55.80 nm,标准偏差为0.005 nm,扩展不确定度为0.84 nm,包含因子为2,验证了复合型膜厚样片的准确性。最后,进行计量型原子力显微镜和椭偏仪膜厚测量对比实验,得到复合型膜厚样片的测量结果具有良好的一致性,开辟了一种以复合型膜厚标准样片为标准物质的纳米膜厚量值溯源传递新途径。