用改进的快速傅里叶变换法评估一维标准样板线节距数据

由于利用快速傅里叶变换(FFT)法定量测量标准样板的平均节距时会因为频谱分辨率Δf有限而在数据分析过程中丢失信息,故本文对常用的FFT法进行了改进。首先在FFT的频谱中得到最大振幅值对应的频率分量fmax,使用二分法缩小fmax附近的频率范围;然后利用连续傅里叶变换法寻找更大的振幅值与更精确的f′max以求得更接近真实值的线节距。为了验证该方法的可行性,利用Matlab软件仿真被测标准样板(TGD1)的轮廓图,比较了FFT与改进后的FFT对不同扫描长度下数据的评估结果,并展示了改进FFT法评估时部分数据的运算过程。同时,通过计量型原子力显微镜实测20μm×2μm内的TGD1形貌。两种评估法下的数据比对结果显示:改进FFT评估后的线节距为(277.84±0.39)nm,符合标称值(278±1)nm,验证了改进后FFT方法对线节距求解的准确性与合理性。     

铬原子束的激光多普勒冷却准直检测实验研究

本文采用基于激光感生荧光(LIF)法的位移探测系统检测了铬原子束中轴向定量百分数原子数的准直发散角,定量评价了激光的多普勒冷却准直效果.实验结果得到当冷却激光功率为45mW,作用长度为24nm,失谐量为-0.5T的情况下,铬原子束中轴向定量50%原子数的准直发散角由冷却准直前的1.07±0.10mrad减小到冷却准直后的0.46±0.10mrad,并且其发散角随着冷却激光功率的增加而减小.文章最后用半经典理论数值模拟计算了实验结果并作了比较.     

面向新世纪的计量科技

计量科技属于国家的基础设施事业。它涉及国家可持续发展战略和公众利益。本文将就国际基本单位的复现和科学计量、知识型经济对计量科技的新需求、计量科技在可持续发展中的特殊地位、计量全球化趋势和提高国际竞争力等方面在新世纪面临的机遇和挑战作一简要评述。     

超辐射发光二极管的散斑自相关法表面粗糙度测量研究

利用相干或部分相干光被粗糙表面散射产生的散斑现象进行表面粗糙度测量是一类有应用前景的在线测量技术。研究了窄带连续谱光束被随机粗糙表面散射形成的远场散射光场的散斑延长效应和将其应用于表面粗糙度测量的可行性。理论和模拟研究表明:随着观测点逐渐远离散射光场中心,散斑延长率越来越大;在相同的观测位置,表面的粗糙度越小,散斑延长率越大。构建以超辐射发光二极管（Superluminescent Diode,SLD）为光源的实验系统,以散斑延长率衍生的光学粗糙度指标来衡量表面粗糙度,对电火花加工的表面粗糙度对比样块进行粗糙度测量实验,结果表明光学粗糙度指标随着被测表面粗糙度的增加而单调递减。比起一组分立波长的光源,采用窄带连续谱光源的表面粗糙度测量系统有更大的测量范围。     

基于多层膜光栅的AFM探针结构表征研究

原子力显微镜是微纳米测量领域主要测量工具之一。由于原子力显微镜探针不可能无限尖锐,使得测量图像包含了一部分探针信息,这是其图像失真的一大影响因素。通过获取探针形状和尺寸,可以有效去除测量图像的"探针效应"从而提升准确度。文中以研制良好样品内一致性的探针校准器为目标,应用Si/SiO2多层膜光栅技术,初步研制了20 nm标称值的线宽结构用于原子力显微镜探针校准。表征结果显示,RFESP型(Rectangular Front Etched Silicon Probe)探针稳定扫描时探针前角由15°增加至36°左右,探针后角由25°增加至45°左右,呈现钝化趋势。由此表明,基于Si/SiO2多层膜光栅技术研制的线宽型探针表征器可以快速表征出探针侧壁角度信息,是原子力显微镜探针扫描过程中探针形貌快速监测和估计的有效手段,对于促进探针表征与图像准确度提升均具有重要意义。     

52Cr原子光刻制作纳米结构研究

纳米结构制作技术中,原子光刻具有独特的优势.为了能够达到纳米制作的要求,并得到所需的沉积条纹,设计了一套实验装置,并分别对原子光刻技术中的原子源、激光系统、稳频系统、原子准直系统和沉积结果进行具体的分析.根据所设计的实验装置,采用分步实验的方式,对各子系统进行了相关数据的采集和测试.其中,稳频精度达到了0.26 MHz精度,铬原子发散角经激光冷却系统由4.5 mrad降低到了0.9 mrad,最后沉积的纳米条纹间距为234 nm条纹高度约为0.276 nm.     

铬原子束的激光多普勒冷却

为了满足原子光刻对原子束准直度的要求，设计了一套激光多普勒冷却原子束装置，对铬原子束实施横向多普勒冷却．利用腔外倍频的掺钛蓝宝石激光器获得与铬原子共振跃迁一致的蓝光，并通过一声光调制器（AOM）将激光失谐量调谐至低于原子共振频率5MHz处。文中亦对施加激光冷却场前后铬原子流的分布状态进行了数值模拟，最后的实验结果和模拟结果吻合较好．同时对荧光经过处理计算，激光多普勒冷却使得铬原子束的发散角度可从4．5mrad降低到了0．9mrad．     

单泡声致发光中泡内气体含量参数实验研究

液体中的含气量是单泡声致发光相空间的重要参数，对声致发光气泡的运动及发光有重要影响本文给出了一种使用插入式荧光光谱含氧量计测量稳态单泡声致发光的液体中气体含量参数的方法，并对这父键性参数与气泡平衡半径R0和声压Pa的关系进行了具体的研究，再次验证了扩散平衡、化学分解假设理论。     

光探测器响应度均匀性的自动测量装置

本文讲述了一种由光学系统、扫描平台、微机为核心组成的光探测器响应度均匀性的自动测量装置。光学系统产生φ0.2mm光斑;在微机控制下,平台可作X,Y方向的25mm平移及绕中心旋转,最小平移进退间距0.01mm,最小旋转角间隔1/24度。测量系统稳定性达0.05%,扫描系统的重复性在0.05%以内,被测探测器定位及光入射角调整误差0.23%,装置的总不确定度0.26%。     

用于铬原子光刻的超高真空原子源的研制

原子光刻技术中,良好原子源的产生是最为基础的条件.针对实验中对原子束的具体要求,设计了一套超高真空原子源产生装置,主要参数为:系统工作真空度优于 5.0×10-5Pa,铬原子源温度为1650℃,铬原子最可几速率为960m/s,原子炉口所喷射出的铬原子数为N=1.5×1017s-1.