非偏振分光镜对干涉式椭偏仪测量精度的影响

提出了一种新型激光外差干涉椭偏测量术用于实现纳米级精度的薄膜厚度测量。采用偏振光p和s分量透射比、反射比、反射相移、透射相移共同表征非偏振分光镜(NPBS)的退偏效应,建立了相应的误差模型,从而研究了多层介质膜NPBS的退偏效应和方位角对椭偏参数误差的影响。研究结果表明,由环境温度、入射角和光束偏振态的变化引起的NPBS退偏参数的漂移对椭偏测量精度影响很大,且无法通过标定来降低。为实现纳米级测量精度,NPBS的对准误差需要控制在0.1°以内。相对而言,用于合光的NPBS方位角误差对测量精度影响较大,NPBS所导致的膜厚测量总误差约为1.8～2.5nm,说明NPBS是马赫曾德尔干涉式椭偏仪的一个不可忽视的误差源。     

椭偏法测量石榴石外延膜的膜厚和折射率

膜厚和折射率是磁泡、磁光等石榴石外延膜的重要性能参数。Henry等〔1〕曾用椭偏法辅以热磷酸剥层测定折射率的变化以研究液相外延过程中形成的过渡层。本文旨在把测量精度高的椭偏法用于碰泡等石榴石外延膜的测量。一、原理定波长消光法椭偏仪的结构示意于图1。光经薄膜反射前后的偏振状态的变化(△,ψ)与膜厚d和折射率n有关,而(△,ψ)可用起偏器方位角P和检偏器方位角A来确定,所以反射光呈消光状态时,d和n是P和A     

自动旋转检偏器椭偏谱仪的研制及其应用

一、引言自动旋转检偏器椭偏谱仪是一种研究薄膜及表面的光学仪器,用于测量不同波长下,样品的折射率n、消光系数k、介电常数e_1和e_2、膜厚d 等光学参数,在物理、化学、电子、生物医学等研究中是一种十分有效的工具。1962年Budde 设计了旋转检偏器椭偏仪以后,这项技术在椭偏光测量领域获得了很大发展。1975年,Aspaes 等人报道了他们的、计算机化的高精度扫描椭偏仪,该仪器工作波长范围是2250～7200(?),ψ的精密度±0.0005°,△的精密度±0.001°。1982年,江任荣等也报道了他们建立的手动式椭圆偏振光谱仪。本文介绍我们研制的、自动旋转检偏器椭偏谱仪(简称SRAE )的结构、测量原理及应用。二、结构和工作原理SRAE 的结构如图1所示。有两种工作方式。处在工作方式Ⅰ时,检偏器和光电倍增管(简称PMT)与起偏器在同一直线上,适应于系统调试或透射式椭偏测量。SRAE 一般工作在方式Ⅱ状态,布局和定位如图1。测量时,起偏器的起偏角P 为30°,光对样品的入射角φ为70°。     

椭偏光学显微成像系统中的图像采集及处理技术

椭偏光学显微成像是近几年发展起来的一种超薄膜及表面结构显示技术,它不仅为分子生物学、生物医学(尤其是分子生物医学)及分子生物材料学等领域提供了一种新的研究手段,而且在临床疾病诊断、微电子器件及纳米材料检测等方面具有潜在的应用前景.本文针对椭偏光学显微成像系统及其成像(简称“椭偏成像”)特点,提出了扩展图像量化等级法、快速采样—时间积分法和多采样点平均法以改善椭偏成像质量和样品表面定量分析的可靠性,并给出理论分析及实验结果.这些图像采集和图像处理技术在椭偏光学显微成像系统中行之有效,同时也适用于类似的图像处理系统.     

自动椭偏测厚仪测量精确度的实验研究

根据椭偏消光法和光度法原理,研制成功一台消光法和光度法兼容的自动椭偏测厚仪。本文介绍椭偏光度法的测量原理和仪器的测量过程及方法,并详细给出仪器测量精确度的实验研究结果。     

可变入射角光谱椭偏仪

变角度光谱椭偏测量技术主要基于电磁场理论和麦克斯韦方程。这些方程的解对于平整表面的回队射，可以表示为偏振光的费涅耳反射系数r。和rs。这两参数与被测样品的折射率、薄膜厚度、杂质份额、空穴份额和界面粗糙度等有关。在假设这些参数数值的基础上，通过线性回归，可以获得要求的实际的测量数据。美国J．A．Woollam公司研制的VASE（VariableAngleSpectroscopicEllipsometers）椭偏仪具有入射角控制精度高和光谱范围很宽（190～1700urn）的特点，软件精心设计，使用方便，并配以高级微机，可以在正常室内光线下进行非接触、无损伤…     

弹光调制测椭偏参量的数字锁相数据处理

为了实现椭偏参量ψ和Δ的高速、高灵敏测量,建立了一种测量成本低、重复性好和便于工业化集成的椭偏测量方案。本文对弹光调制型椭偏参量测量系统进行了原理分析,针对弹光调制器的工作模式及调制光信号特点,设计了基于现场可编程门阵列的数字锁相数据处理方案。现场可编程门阵列提供弹光调制器工作的信号源,并控制AD采样;同时产生正弦和余弦参考序列,并完成直流项、一倍频项和二倍频项的同相分量和正交分量的提取,进而求解出椭偏参量。利用搭建的试验系统对SiO2薄膜厚度为3.753nm的硅片样品进行了实验分析。实验结果表明,采样时间为20ms时,椭偏参量ψ和Δ的平均值分别为9.622°和168.692°,标准偏差分别为0.005°和0.008°;采样时间设置为200ms时,椭偏参量测量平均值与20ms的非常接近,标准偏差减小,并且都在0.001°量级,揭示了本系统具有较高的灵敏度和较好的重复性。     

LCD工业用自动椭偏仪的设计思路

简要介绍了椭圆偏振测量术的基本原理及自动椭偏仪,并设计制作了一台新型自动消光椭偏仪的原理样机.分析了各种可用于液晶显示器(LCD)膜系测量的技术,指出由于自动椭偏仪具有无损探测、测量准确度高和测量迅速等特点,非常适合用于LCD薄膜系统的在线监测.并且,自动椭偏仪在其他领域的测量应用前景也很好.     

Wollaston棱镜偏振非正交对空间测角系统的影响

为了在一定平移范围内实现快速空间测角系统的测量功能,对一定入射及方位角的光束经过Wollaston棱镜后引起的两出射光束的偏振非正交及进而引起的系统测角误差进行了研究。首先,建立系统坐标系模型,采用光线追迹法,并利用坐标变化的方式,对任意入射角和方位角下Wollaston棱镜的偏振非正交进行了理论推导。接着,对偏振非正交与入射角的关系及它对系统测角精度的影响进行了Matlab仿真。仿真结果表明,随着偏振非正交及空间方位角的变大,系统测量误差变大,且Wollaston棱镜偏振非正交对系统测角精度的影响较大;当方位角为3°,偏振非正交为10′时,测角误差为30″。最后,通过分析偏振非正交的产生原因,改进了原有光源扩束系统,改善了偏振非正交对系统测角精度的影响,减小了测角误差。本文的研究成果对优化系统结构并进一步提高系统性能具有一定的指导意义。     

纳米级薄膜厚度自动椭偏测量系统设计

椭圆偏振测量技术特别适于测量纳米级薄膜的厚度和折射率。本文介绍一种新型的反射消光型椭偏薄膜厚度自动测量仪的测量原理和仪器系统设计方法,详细分析了等幅椭圆偏振光的获取方法、椭偏参数测量方法以及仪器结构方面的设计问题,并报道了仪器样机已达到的性能指标。     

柴油机汽车悬置系统优化设计

柴油机汽车发动机悬置系统设计主要是通过合理设计悬置元件各向刚度、位置以及角度,以提高系统各向能量解耦度,并使各向自振频率落在期望值内。建立了以提高悬置系统解耦度和各向谐振频率与期望值接近程度为目标的悬置系统优化设计数学模型,采用自创的基于敏度的优化算法,通过自动迭代计算,快速准确地找到悬置元件刚度、位置与角度的最优设计方案。某柴油机汽车发动机悬置系统的优化设计算例结果表明本方法优化效果明显。改善了悬置系统的减振、隔振效果。     

复相陶瓷刀具材料设计的理论框架

建立了复相陶瓷刀具材料设计的理论框架,该框架主要包括设计要求,系统设计、组分设计、微观结构设计、工艺设计、材料制备以及材料应用等,提出在复相陶瓷刀具材料设计的理论框架中,应该把工件材料应用等,提出在复相陶瓷刀具材料设计的理论框架中,应该把工件材料视为一“独立相”,充分考虑它与刀具材料之间的化学相容性问题,实验证明该研究思路是正确的,它对于复相陶瓷刀具材料设计具有重要的应用价值。     

硅各向异性腐蚀三维计算机模拟系统的建立

文中的工作属于MEMS计算机辅助设计（CAD）中的一部分内容。介绍了如何建立硅各向异性腐蚀三维计算机模拟系统,给出这个工艺模拟系统的结构框图,并就已给出框图中几个重要的方面进行了叙述。在这个框图的基础上,用C语言编写出了相应的模拟硅各向异性腐蚀工艺的软件,并给出软件的界面和演示结果。结果表明硅各向异性腐蚀三维计算机模拟系统建立的合理性。     

机构运动参数测试和动力学调速实验台的创新设计

“机构运动参数测试和动力学调速”实验是利用传感器、数据采集卡和计算机等先进实验测试手段进行操作的,它训练学生掌握现代化的实验测试手段和方法,增强工程实践能力。     

Experimental and theoretical evidence for the magic angle in transmission electron energy loss spectroscopy

We present experimental measurements of the C K-ELNES of high temperature pyrolysed graphite and related crystalline materials as a function of collection angle and sample tilt. These results together with a corresponding theoretical analysis indicate that the so-called "magic angle" for EELS measurements of an anisotropic crystal such as graphite, where spectra are independent of sample orientation, is approximately two times the characteristic scattering angle. We briefly discuss the implications of this result for the experimental measurement of anisotropic structures, including interfaces, as well as for the detailed modelling of ELNES structures using advanced electronic structure calculations.     

MUVS97—1多功能紫外分光检测仪的研制

介绍了一种紫外分光仪器 ,它具有紫外分光光度计、HPLCD、FIAD、和NPA等多功能。文中对仪器的原理、光学系统、电学系统、计算机系统等作了描述。同时 ,对仪器的特点、仪器的水平等进行了讨论     

电磁式谐波齿轮传动控制系统

电磁式谐波齿轮传动控制系统，用软件实现了电磁式谐波齿轮传动作为高性能伺服传动装置所需的如启停，调速，换向，自锁，步数计算，手动操作等各种控制功能。它综合了交流变频调速和步进控制的思想，并克服了交流变频调速装置在转速较低时造成电机转动不均匀等缺陷。     

核电蒸汽发生器管板单目视觉检测系统研究

描述了单目视觉理论在平面孔位置度检测中的应用。对于核电蒸汽发生器管板检测,目前所用的检测手段都是基于接触式测量,具有工作量大、检测速度慢、存在接触变形等特点。提出了基于单目视觉的无损检测方法。讨论了检测系统的组成、测量原理及误差来源,重点论述了管孔中心这一特殊点的精确定位及坐标的几何纠正。实际应用证明,该方法具有速度快、精度高、非接触、现场抗干扰能力强等优点。     

过程控制实验平台的设计与实现

针对我校过程控制实验场地、实验设备有限等问题,首先设计开发了一套过程控制实验平台。该实验平台下位机采用S7-300PLC控制器,对实验对象直接进行控制;上位机选择的是WinCC组态软件,通过与下位机通信,从而实现了对实验对象的控制、报警显示以及实时数据的显示和记录等功能。该实验平台的实验对象主要包括高位溢流水箱和夹套锅炉,能够实现液位、流量、温度和压力等参数的单回路、串级和反馈-前馈等控制。然后通过实验平台对锅炉液位进行控制,给出了相应的控制结果。研究结果表明,该实验平台为过程系统的网络化控制奠定了基础。