1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电工程中心，北京 100049
3 白俄罗斯共和国开放式股份公司“精密电子机械制造设计局-光学机械设备”，白俄罗斯 明斯克 220033
退偏器在深紫外光刻机照明系统中具有重要作用。尽管相关的设计、制造、性能评估已有一些报道，但是，相应的检测手段大多工作在可见光波段，目前仍缺乏直接对深紫外特定波长应用的退偏器进行性能检测的方法。本文提出了一种与激光光强波动无关的248 nm退偏器检测方法，使用248.372 nm波长的KrF准分子激光器作为光源，利用预起偏和偏振分光设计克服了激光光强波动造成的不利影响。误差分析表明，该方法适用于退偏器性能检测，绝对系统误差小于0.1226%，随机误差约0.2000%。验证实验和稳定性实验表明，测量偏振度均值与理论值高度一致，重复性水平与分析预期相当，再现性水平仅略差于重复性水平。这一方法为248 nm光刻机照明系统中使用的退偏器提供了一种稳定有效的离线性能检测手段。
测量 偏振检测 退偏器 深紫外 光刻 误差分析
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电工程中心, 北京 100049
扩展柯西色散模型是表征混合液晶在可见光至红外光谱的通用双折射率色散模型,然而随着混合液晶的应用范围进入紫外光谱区,扩展柯西色散模型不能很好地表征混合液晶在该波长范围内的双折射率色散。为此,引入Sellmeier模型表征混合液晶在紫外至红外光谱的双折射率色散,并利用光谱椭偏仪精确测量混合液晶的双折射率数值,然后采用非线性拟合的方法求解Sellmeier模型系数。结果显示,扩展柯西模型的χ2检验数值为0.0349,而Sellmeier模型的χ2检验数值为0.0019,在标准测试波长589 nm以及紫外波段378 nm下,Sellmeier模型拟合值都更接近于实际测量值。通过实验和χ2检验对比分析可以证明,相比于扩展柯西色散模型,Sellmeier模型在紫外至红外波段具有更好的拟合效果。
材料 混合液晶 双折射率色散 Sellmeier模型 Cauchy模型
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Information Optics and Optoelectronic Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Key Laboratory of Advanced Optical Manufacturing Technologies of Jiangsu Province & Key Laboratory of Modern Optical Technologies of the Ministry of Education, Soochow University, Suzhou 215006, China
We present a kind of large effective aperture metalens based on an optical sparse aperture (OSA) system. Each subaperture of the system is a metalens, which is comprised of just a thin Au film with patterned subwavelength rectangular annular arrays on a SiO2 substrate and has a numerical aperture of 0.46 with a diameter of 21.6 μm. Ring6 design was selected to enlarge the effective aperture and enhance the spatial resolution. Compared with the absent mid-frequency and high-frequency modulation transfer function of individual metalens, Ring6 can offer a full-frequency band and show a better restored image quality by using Tikhonov regularization.
optical sparse aperture metalens rectangular annular arrays Chinese Optics Letters
2020, 18(10): 100001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于柱面透镜修正Otto结构产生的表面等离子体共振(SPR)效应,提出一种测量金属薄膜厚度的方法。该方法无需用s偏振光提取背景光强,可直接利用在p偏振光入射条件下得到的单幅SPR吸收图像拟合背景光强,进而得到竖直方向上的归一化反射率曲线。从而建立光学薄膜模型并拟合了反射率曲线,反演出待测金属薄膜的厚度参数。实验对一个纳米级厚度的Au膜样品进行测量,测量结果表明,Au膜的平均厚度与商用光谱椭偏仪的测量结果之差为0.1 nm,验证了该方法的有效性。
表面等离子体共振效应 柱面透镜 金属薄膜 厚度测量
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Information Optics and Opto-Electronic Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Single layer lattice graphene deposited on the metal substrate can hardly be imaged by the optical microscope. In this Letter, a large field-of-view imaging ellipsometer is introduced to image single layer graphene which is deposited on a metal substrate. By adjusting the polarizer and the analyzer of imaging ellipsometer, the light reflected from surfaces of either single layer graphene or a Au film substrate can be extinguished, respectively. Thus, single layer graphene can be imaged correspondingly under brightfield or darkfield imaging modes. The method can be applied to imaging large-area graphene on a metal substrate.
120.2130 Ellipsometry and polarimetry 160.4670 Optical materials 160.4760 Optical properties Chinese Optics Letters
2019, 17(1): 011201
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出了一种可用于小口径光束波面检测的横向剪切干涉仪。该干涉仪由偏振分光棱镜、光轴与其表面平行的晶体平板、1/4波片、反射镜及CCD构成。被测光束由偏振分光棱镜进行透射起偏和反射检偏，利用反射镜的反射两次经过晶体平板、1/4波片来实现剪切光束的等光程干涉。通过晶体平板剪切复制波面以获得小的剪切量，可用于小口径光束波面的检测。晶体平板的旋转可以改变剪切量，实现了不同口径不同波前的光束波面检测。对该干涉仪进行了仿真分析，得到了不同入射角情况下的剪切干涉图，仿真结果与理论分析结果相一致。实验中，旋转晶体平板得到的剪切干涉图与仿真结果相一致，很好地验证了该剪切干涉仪的有效性。
相干光学 波面检测 横向剪切 干涉仪 等光程差
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
生物气溶胶与环境质量和人类健康密切相关。基于光学测量的气溶胶检测技术具有快速、无损和灵敏的优点，是目前的研究主流。而对检测系统的标定技术及其评价方法尚无国家标准可依。基于本征荧光测量技术，研制完成了一套针对包括病毒气溶胶在内的生物气溶胶检测装置。并在此基础上，以色氨酸气溶胶作为被检物，提出了一种生物气溶胶检测与标定方法。实验结果表明，研制的检测装置对色氨酸气溶胶具良好的线性响应特性，线性相关系数R2≥0.99，灵敏度达到4000 L-1。证明了通过测量气溶胶中色氨酸含量检测生物气溶胶技术的可行性与可靠性。还探讨了利用多通道本征荧光检测技术实现对生物粒子种类进行预判别的可行性。
测量 生物气溶胶检测 本征荧光 标定 色氨酸
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
提出了一种与快轴方向无关的λ/8波片(EWP)相位延迟量实时测量方法。准直激光束经过圆起偏器(CP)和被测λ/8波片后形成测量光束，测量光束由二维正交光栅(2DOG)分束形成4束衍射子光束，它们经过检偏器阵列(AA)后由光电探测器阵列(PA)接收，利用探测到的4个光强信号可以实时测量被测λ/8波片的相位延迟量，且测量结果不受激光器光强波动的影响。实验中，标称值为45°、精度为λ/300的被测λ/8波片在不同快轴方向上的相位延迟量的测量平均值及其标准差分别为45.1°和0.4°。相位延迟量的测量平均值、标准差与被测λ/8波片的相位延迟量标称值、精度相符，很好地验证了该方法的有效性。
测量 偏振 λ/8波片 相位延迟量 快轴
