高测速双频激光干涉仪及其性能检测

新型驱动电机和高速传动器件的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1000mm/s，而目前商用外差干涉仪的测量速度不能完全满足这一要求。为此，研制了一种基于5MHz频差双频激光器的高测速干涉仪，理论上的最高测量速度可达1580mm／s。通过实验对测量速度和计数频率进行了检测，结果证明，这种干涉仪可以达到的最高测量速度为980mm／s，外触发计数频率达11kHz。     

用于线宽测量的偏振干涉共焦显微测量方法

提出一种融合共焦显微技术和偏振干涉技术的偏振干涉共焦显微测量方法。利用共焦技术进行准确的焦点定位，以获得最佳的测量光斑；同时，利用照射到台阶边缘的不同偏振方向(平行和垂直于台阶边缘)的线偏振光反射后产生的相位变化不同这一特性，进行边缘定位。相位变化是利用外差干涉测相的方法得到的。这一系统完全符合共光路原则，有很强的抗干扰能力。利用该系统对标准线宽样板进行了测量，测量结果与中国计量科学研究院用原子力显微镜测量的结果，以及厂商提供的可溯源到美国NIST光学线宽标准的测量值都符合的很好；还对同一刻线进行了5次重复性测量，其极限偏差为20m。     

基于等效合成波方法的双真空管空气折射率测量仪

在高精度测量中必须实时补偿空气折射率的影响。文中提出了等效合成波的概念,利用长度不等的两个真空管构成两个虚拟波长并推导出等效合成波测量公式,并由此建立了一种新型的双真空管空气折射率测量仪。该仪器具有结构紧凑、能实现实时测量的优点。系统测量分辨率为1×10-8,与Edlen公式方法进行的比对实验结果表明,其测量精度优于1×10-7,并具有很好的稳定性和抗干扰能力。     

大台阶高度测量的外差共焦方法

台阶高度是微电子产品的一个重要性能参数。基于双频激光干涉共焦显微系统(DICM)提出了一种微电子掩膜板台阶高度测量的扫描方法。在共焦显微扫描样品表面，当光强达到最大值时，将采样外差干涉的相位作为精确对准的判据。该扫描方法集中融合了外差干涉测量和共焦显微测量的优点，同时实现了高分辨率与较大量程的测量，该系统测量台阶高度的范围取决于Z向位移扫描仪PI-Foc的扫描范围，可达数十甚至近百微米。实验结果表明该系统在普通恒温的实验条件下1h内的漂移不超过5nm。该系统已经用于20μm高台阶的测量，对准分辨率为0．1nm，实验结果与台阶高度实际值有很好的一致性。