1 中国计量大学 计量测试工程学院，浙江 杭州 310018
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 上海在线检测与控制技术重点实验室，上海 201203
线边缘粗糙度（LER）和线宽粗糙度（LWR）是衡量线宽标准样片质量的重要指标。文中基于自溯源光栅标准物质的自溯源、高精密尺寸结构特性，提出了一种直接溯源型精确校准SEM放大倍率的方法，以实现SEM对线宽标准样片关键参数的测量与表征。利用校准后的SEM，对利用Si/SiO2多层膜沉积技术制备的线宽名义值为500、200、100 nm样片进行关键参数的测量，采用幅值量化参数的均方根粗糙度 RMS描述线边缘粗糙度与线宽粗糙度，并通过图像处理技术确定线边缘位置，对线宽边缘特性进行了精确表征。实验结果表明，名义值为500、200、100 nm对的线宽样片，其实测值分别为459.5、191.0、99.5 nm，$ {\sigma }_ {\rm{LER}} $分别为2.70、2.35、2.30 nm，$ {\sigma }_ {\rm{LWR}} $分别为3.90、3.30、2.80 nm，说明了多层膜线宽标准样片线边缘较为平整、线宽变化小、具有良好的均匀性与一致性。基于自溯源标准物质校准SEM的方法缩短了溯源链，提高了SEM的测量精度，实现了线宽及其边缘特性的精确表征，为高精度纳米尺度测量和微电子制造领域提供了计量支持。
自溯源标准物质 SEM放大倍率 线边缘粗糙度 线宽粗糙度 多层膜线宽 self-traceable reference material SEM magnification line edge roughness line width roughness multilayer film line width 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230475
1 中国计量科学研究院 几何量计量科学研究所，北京 100029
2 哈尔滨工业大学 超精密光电仪器工程研究所，黑龙江 哈尔滨 150080
3 上海市在线检测与控制技术重点实验室，上海 201203
激光跟踪干涉系统的测量精度是工业机器人标定精度的主要影响因素，其基点标定精度决定了激光跟踪干涉系统的测量精度。为了确定基点与激光跟踪干涉系统的准确距离，提出了一种激光跟踪干涉系统基点的直线约束标定方法。建立了基于直线约束的数学标定模型，使各标定约束点分布在同一直线上，可直接应用干涉测量方法获取约束点的精确坐标，使用最小二乘法进行数值解析确定基点距离，该方法具有原理简单、误差源少、测量精度高的特性。针对影响标定精度的各项参数进行了数值仿真分析，优化标定参数，减小标定误差；最终搭建了实验装置评估该标定方法的性能，实验结果表明，激光跟踪干涉系统的基点距离平均值为290.076 4 mm，标准差为4.4 μm，满足对工业机器人标定的精度需求；为验证该方法的准确性，对API radian激光跟踪仪的基点距离进行比对测试，与其标称值相差3 μm。
激光跟踪干涉系统 基点距离标定 直线约束 最小二乘法 laser tracking interferometer system nase point calibration linear constraint least square method 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230288
1 中国计量大学 计量测试工程学院，浙江 杭州 310018
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 上海在线检测与控制技术重点实验室，上海 201203
基于矢量衍射理论并采用严格耦合波方法建立了一种新型的自溯源光栅正弦结构及入射条件与衍射效率的理论模型；通过控制变量法分析了自溯源光栅结构参数、激光入射条件对衍射效率的影响规律；搭建了光栅衍射效率测量系统；结合光栅方程，计算了不同Littrow角对应的衍射效率。仿真结果表明：入射波为TM偏振态、入射波长为420 nm、入射角为80°时，自溯源光栅−1级衍射效率处于峰值状态，为4.3%；在Littrow结构中，入射波为TM偏振态、入射波长为415.51 nm、Littrow角为77.5°时，自溯源光栅−1级衍射效率达到最大，且接近非Littrow角对应的自溯源光栅的峰值衍射效率。实验结果表明：入射波为TM偏振态、入射波长为405 nm、入射角从65°~85°改变时，自溯源光栅的衍射效率呈上升到平稳再下降的趋势，67°~80°改变时，其衍射效率达到平稳最大值，其结果为0.6%左右，其衍射效率变化趋势与理论计算结果一致。
自溯源光栅 严格耦合波方法 衍射效率 Littrow 角 测量 self-traceable grating rigorous coupled-wave method diffraction efficiency Littrow angle measurement 红外与激光工程
2023, 52(11): 20230356
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 上海市在线检测与控制技术重点实验室，上海 201203
4 中国合格评定国家认可中心 北京 100062
相位测量轮廓术因其简单低廉的特点被广泛用于光学三维测量领域，高精度的相位获取是测量的关键步骤。多频外差是相位测量轮廓术中常用的解包裹相位算法，针对多频外差解相位后产生的相位跳跃性误差，提出一种基于多频外差原理的相位校正方法。利用传统相移法和多频外差求出包裹相位和展开相位，针对展开相位中出现的跳跃性误差，通过展开相位对误差产生原因和误差位置进行初步确定，将多个频率的包裹相位进行对比，确定误差是否真实存在，对出现误差的像素点进行修正得到新的展开相位。实验结果表明：在对表面形状规则的物体测试时，展开相位光滑无跳跃性误差，表面三维重建无异常凹凸区域，实现了对解相位中跳跃性误差的消除，验证了该校正方法的有效性。
误差校正 多频外差 展开相位 跳跃性误差 error correction multi-frequency heterodyne unwrapping phase jumping error 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220697
1 湖北大学化学化工学院, 武汉 430062
2 武汉大学分析测试中心, 武汉 430072
酰肼类的衍生物是制备光学纯螺二酮的一种重要手性拆分剂, 因此, 对酰肼类衍生物结构研究就显得尤为重要。在本文中我们对手性拆分剂R-(+)-α-苯乙胺基草酰肼进行了拉曼光谱测试分析, 并对主要的谱峰进行了归属, 进一步证实了它的结构。
拉曼光谱 手性拆分剂 Raman spectroscopy chiral separation reagent
同济大学 精密光学工程技术研究所 物理系，上海 200092
运用遗传算法优化设计了Mo／B4C多层膜结构。入射光入射角度取10°时，设计的理想多层膜膜对数为150，周期为3．59nm，Gamma值(Mo膜厚与周期的比值)为0．41，峰值反射率为33．29%。采用恒功率模式直流磁控溅射方法制作Mo／B4C多层膜。通过在Mo／B4C多层膜与基底之间增加15 nm厚的Cr粘附层，提高多层膜与基底的粘附力。另外，还采用调整多层膜Gamma值的方法减小其内应力，调整后多层膜结构周期为3．59 nm，Mo膜厚1．97 nm，B4C膜厚1．62 nm，峰值反射率26．34%。制备了膜对数为150的Mo／B4C膜并测量了其反射率，在波长7．03 nm处，Mo／B4C多层膜的近正入射反射率为21．0%。最后对测量结果进行了拟合，拟合得到Mo／B4C多层膜的周期为3．60 nm，Gamma值0．60，界面粗糙度为0．30 nm。
软X射线 Mo／B4C多层膜 遗传算法 直流磁控溅射 应力 反射率 Soft X-ray Mo/B4C multilayer General algorithm DC magnetron sputtering Stress Reflectivity
Author Affiliations
Abstract
Institute of Precision Optical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092
Intrinsic stresses of carbon films deposited by direct current (DC) magnetron sputtering were investigated. The bombardments of energetic particles during the growth of films were considered to be the main reason for compressive intrinsic stresses. The values of intrinsic stresses were determined by measuring the radius of curvature of substrates before and after film deposition. By varying argon pressure and target-substrate distance, energies of neutral carbon atoms impinging on the growing films were optimized to control the intrinsic stresses level. The stress evolution in carbon films as a function of film thickness was investigated and a void-related stress relief mechanism was proposed to interpret this evolution.
磁控溅射 C膜 内压力 230.4040 Mirrors 310.6870 Thin films, other properties Chinese Optics Letters
2008, 6(5): 384
