激光扫描相位边缘检测方法的研究

在激光扫描检测技术中,被测件边缘信号的检测精度将直接影响到系统测量的精度.讨论了一种新的边缘检测方法,即对扫描激光束进行调制,并利用调制信号的相位突变提取边缘信号.采用该方法可使工件边缘的检测精度小于微米量级.     

白光干涉技术在球轴承测量中的应用

为了实现球轴承中球体在制造加工中快速准确的测量，采用白光干涉技术、图像处理技术和信号处理技术组建了一整套的基于迈克尔逊干涉仪的测量系统。对白光干涉技术进行了理论分析，对轴承球体进行了光学球面半径的高精度测量和粗糙度测量，取得了光洁度图像和曲率半径图像。在大量实验论证的基础上经过处理和计算得到了精确的计算数据，光洁度分辨率可达到纳米量级，曲率也可以计算到微米量级。结果表明，利用此技术可以对球面进行快速精确的测量，提高了加工质量和检测速度。     

用电子束与激光干涉仪精密测定集成电路图案刻线宽度的装置

日本工业技术计量研究院研究出高精度测定超大规模集成电路中微小图案线宽的测量装置。为测定图案的线宽，必须掌握检测刻线边缘位置的方法，并具有测定边缘间距的长度标尺。在这次开发的装置中，边缘位置由电子束检测，而用髙灵敏度激光干涉仪作长度标尺，因而能以毫微米的分辨率对微米量级的线宽作高精度测量。     

激光位移传感器测量工件曲率方法研究

工件曲率的非接触测量已经有很多种方法,本文提出了采用激光位移传感器测量工件曲率半径的新方法。对于测量的数据采用直接最小二乘拟合,从而可以解算出工件的曲率。经过模拟计算,采用改变步进电机步长的方法,在测量大工件半径时,精度达到微米量级。     

亚微米电子束曝光机工件台控制系统

激光工件台是电子束曝光机关键部件之一。它主要任务是完成图形的拼接。本文描述双频激光干涉仪为测量系统的计算机控制的数字伺服系统以及真空条件下的Ｘ－Ｙ工件台。该系统用于亚微米圆形矢量扫描电子束曝光机中。     

检测粗糙表面的干涉仪

检测粗糙表面的干涉仪无论从微观还是宏观上来讲，干涉仪都是测量光学表面形状的有用技术。短波长可见光干涉仪提供了极高的测量灵敏度。可见光干涉仪和计算机处理的相移技术能测量埃（人）量级甚至亚埃量级的表面一高度变化。然而，当测量较大的表面一高度变化和斜率时，...     

简易稳定可靠的电容测微器

电容测微器具有结构简单、长期稳定性好、价格低廉、制作方便等优点,但只能应用于位移量很小的测量上.电容测微器存在着量程与精度之间的矛盾:如加大电容器极板之间的距离,精度就不可能做得很高;为了提高精度和灵敏度,就需要缩小电容器极板之间的距离.与激光干涉仪相比较,虽然激光干涉仪在一定范围内不存在距离和精度之间的矛盾,且可以同时做到量程大、精度高,但如要把它的精度提高到十分之一至百分之一的半波长(即1%～1‰微米量级),是较为费事和困难的.另外,激光干涉仪的价格和复杂程度     

电光检测技术空间分辨率的研究与进展

概述了电光检测技术空间分辨率的发展。为适应集成电路工艺水平的提高，电光检测技术必须提高空间分辨率和电压灵敏度。介绍了近年来开展的提高空间分辨率到亚微米量级的研究，提出了未来空间分辨率进一步提高的设想。     

宽0.8微米深3~5微米沟槽深度的无损测量

日本电报电话公司电气通信研究所，使用迈克耳逊干涉仪（双光束干涉仪）和光纤等，研究成功对超大规模集成电路等刻划宽0.8微米、深3~5微米的沟槽深度进行无损测量。     

基于Sagnac干涉仪的二阶关联光学相关识别

本文从理论和实验上对基于Sagnac干涉仪的关联光 学相关识别进行了分析和验证。本文使用赝热光源照射在Sagnac干涉仪中测得的强度分布, 运用关联干涉算法,再对计算结果进行傅里叶变换得到相关输出结果。在实验中,通过一级 亮斑测得物体偏离光轴的距离为387 μm和486.5 μm,并能测出物体横向位移的变化量为97.5 μm,与物体实际的 横向位移量相差2.5 μm,测量误差较小。本文通过观察相关输出的 一级亮斑实现高精度的百微米量级的光学相关识别,拓宽了光学相关识别的应用领域。     

单块平板型横向剪切干涉仪及其应用

激光光源和一块平面平行板组合,就可构成横向剪切干涉仪。利用此干涉仪可定量确定激光(0.63微米及1.06微米)光束波面的准直性、球面波曲率、波面象差以及评价透镜质量等。     

激光化学气相沉积无定形硅的研究

用激光化学气相沉积方法在微晶玻璃基片上沉积出了无定形硅薄膜。用乌氏干涉仪测得薄膜厚度为微米量级,沉积速率为100埃/分;用扫描电镜拍摄了膜层的形貌照片,测得其线度为40～50埃;用喇曼光谱仪测出其喇曼频移为480cm~(-1),与无定形硅的特征喇曼频移一致。     

基于颗粒形貌及成分分析的激光除漆去除机理研究

通过对纳秒Nd∶YAG脉冲激光辐照油漆过程中所喷溅的颗粒形貌及成分的分析,研究激光除漆的物理机理。扫描电子显微镜的结果表明,在激光除漆的过程中产生微米量级和纳米量级的颗粒以及纳米网状结构。微米尺度的颗粒形状不规则,表面粗糙;纳米尺度的颗粒呈球形,表面光滑。随着激光能量的增大,微米量级和纳米量级的颗粒平均尺寸都变大。X射线能谱仪的结果显示,微米量级的颗粒成分与激光辐照前漆的成分相当,与振动去除机制有关,而纳米颗粒中碳的含量(原子数分数)下降超过50%,是由于激光对漆的烧蚀作用所导致。该研究为激光除漆基本物理机理的研究提供新的思路和方法。     

基于菲涅耳透镜和法布里-珀罗干涉仪的飞秒激光光丝NaCl气溶胶荧光光谱探测

设计并制备了口径为20 mm的法布里-珀罗干涉仪，该干涉仪在632.8 nm处的光谱分辨率为0.5 nm，自由光谱范围为9.0 nm。将口径为1.1 m的低成本菲涅耳透镜用作集光元件，使用自行搭建的法布里-珀罗干涉仪和工业电荷耦合器件(CCD)相机成功探测到30 m外平均功率为0.7 mW的汞灯光谱，实现了μlx量级的弱光光谱探测。采用增强型互补金属氧化物半导体(ICMOS)相机，可在10 m外检测到飞秒激光光丝诱导的质量分数为13×10^-6的NaCl气溶胶的时间分辨荧光光谱。建立的基于菲涅耳透镜和法布里-珀罗干涉仪的光谱测量装置在空气污染物和有害物质远程检测中具有广阔的应用前景。     

台阶法标定干涉仪频率响应函数

大口径移相干涉仪在检测空间频率为毫米甚至亚毫米量级的相位误差时, 存在部分空间频率的相位误差失真效应。因此, 必须对大口径移相干涉仪的频率响应函数进行标定,以保证检测数据的真实性。引用评价参数-功率谱密度, 重点研究了干涉仪频率响应函数的实验标定。在理论上建立标定干涉仪频率响应函数的数学模型, 讨论了两种标定方法—正弦相位光栅法和台阶法, 分析其各自的优缺点, 综合比较后确定台阶法作为实验方案。深入研究台阶样品可以作为标定用标准台阶的条件, 即台阶阶跃的陡峭程度与台阶信噪比的选择, 探讨了台阶法标定干涉仪频率响应函数的可行性; 设计、制作了高精度的台阶相位板, 结合实验对干涉仪的频率响应函数进行标定测量, 给出有关曲线; 最后分析了几种误差源对干涉仪频率响应函数标定结果的影响及其消除方法。     

激光化学气相沉积无定形硅

用激光化学气相沉积方法得到了无定形硅薄膜。用干涉仪测得薄膜厚度为微米量级,沉积速率为100(?)/min,用扫描电镜测出无定形硅颗粒平均线度为40～50(?),用激光拉曼光谱仪测出其拉曼频移为480cm~(-1)实验得到了沉积速率随气体峰值温度变化曲线,认为沉积速率受限步骤是硅烷的气相反应,求出反应活化能为192.6kJ/mol。     

准分子激光刻蚀聚合物微图形制作研究

主要描述了紫外准分子激光刻蚀聚酰亚胺(polyimide,PI)制作微图案实验。通过这种刻蚀方法,成功地在PI上制作了微米量级线宽和亚微米量级深度的图案。     

激光干涉条纹锁定系统测量地面低频振动谱

地面振动噪声是在地面高精度实验中一个重要的误差来源,安静环境下地面振动噪声水平的幅度为纳米量级,通常干涉仪无法直接测量.设计并制作用于了纳米精度测量的激光干涉仪反馈控制系统,该系统由激光器及稳频装置、干涉系统、检测及控制电路和位移反馈执行机(压电陶瓷)组成.采用一个长周期的折叠摆对水平方向0.3 Hz以下的振动频率进行...     

微构造硅表面形貌的陷光特性研究

在特定的气体氛围下,用一定能量密度的飞秒激光连续照射单晶硅片表面,可制备出表面具有准规则排列微米量级锥形尖峰结构的黑硅材料。利用几何光学中光的传输理论,研究了黑硅材料的陷光特性,以及黑硅表面准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的形状和密度对反射次数的影响。获得黑硅的表面准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的高度越高、间距越小和底角越大,它的陷光效果就越好的结论。     

相位调制阵列结构微型光谱仪的设计与仿真实验研究

介绍了一种相位调制阵列结构微型光谱仪。光谱仪的核心部件为构建在CCD或CMOS上的微型干涉仪二维阵列,阵列中的各个微型干涉仪由不同高度的PMMA台阶组成。待测光入射后,会在各个微型干涉仪下方形成不同的干涉光强分布。通过CCD或CMOS的像素元测量每个微型干涉仪下方的干涉光功率,所得数据可组成一个线性方程组,由Tikhonov正则化方法解此方程组可复原光谱。仿真实验结果显示,光谱仪的光谱测量波长范围至少覆盖从300nm到1 100nm的波段,光谱测量的波长分辨率达到皮米量级。与传统光谱仪相比,该光谱仪具有体积小、成本低、分辨率高、光谱测量范围宽、测量时振动因素影响较小和可实时测量等优点。可以预计它将在航天遥感遥测、地质矿藏勘探、环境监测和生物细胞检测等领域有着广阔的应用前景。