基于反射差分显微术的有机薄膜空间均一性研究

有机薄膜半导体器件在微电子和光电子领域具有重要的研究与应用价值,其成膜质量是影响器件性能的重要因素,如空间分布的均一性.采用反射差分显微测量方法,对各向异性基底上生长的并五苯薄膜的反射差分显微图像进行分析,研究了该薄膜参数空间分布的非均一性,同时展示了反射差分显微术在薄膜制备检测及工艺研究的应用价值.     

大功率脉冲激光光斑面积的实时控制系统

讨论了大功率脉冲激光光斑面积的实时检测与控制方法,研制了采用波长532 nm的连续激光器和CCD—FPGA技术来脉冲激光光斑面积实时控制系统。实验分析了本系统的技术特性:激光光斑、CCD视频信号以及二值化信号;CCD视频信号二值化阈值为405 mV,而FPGA的控制误差范围为十进制数24;计算及标定激光光斑面积,光斑面积测量的相对误差最大为0.5%,而绝对误差在8μm2范围内。本系统可以直接应用于激光微抛光的能量密度实时控制。     

基于单偏振器的液晶相位延迟器光电特性

液晶相位延迟器(LCVR)是一种新型偏振器件,精确标定其光电特性是实现基于该器件的精密光学偏振测量的关键环节.通过建立探测光强与相位延迟值和器件方位角的数学模型,提出了一种基于单偏振器的测量新方法,可快速计算出不同电压作用下的LCVR本征轴方位角和相位延迟值.该方法具有测试结构简单、相位延迟测量过程无需机械旋转、全谱测量速度快的优点.此外,该测量结构便于集成在其它偏振测量结构中,实现LCVR的在线、实时标定.实验结果表明基于上述方法的测试系统,LCVR的相位延迟测量重复性优于5‰,本征轴方位角的测量分辨率优于0.1°.     

应用于激光超声检测的新型光偏转探测技术

针对现有激光超声薄膜杨氏模量测量方法,提出了一种新型的光束微偏转探测技术.该技术采用差分检测方法抑制了系统共模噪声;采用共焦结构增强了检测系统稳定性、减弱了环境扰动的影响.并阐述了此探测技术的工作原理.将其应用于激光超声薄膜杨氏模量测量系统,获得了声表面波在标准样品中的传播色散曲线.实验色散曲线与理论计算值的良好拟和验...     

纳机电系统

纳机电系统(NEMS)是基于微机电系统发展起来的新兴技术领域，同时也是纳米技术的重要组成部分．文中介绍了NEMS器件的微小尺寸、超高频率和超低能耗等重要特性，并列举了NEMS在生物、信息和纳米流体学等领域的应用．最后讨论了NEMS在发展中遇到的问题和涉及到的关键技术，如微观效应的影响，NEMS加工技术，NEMS的设计、仿真和优化，NEMS器件的驱动与检测，NEMS器件与宏观世界的通讯等．     

利用纳米测量机实现大范围的计量型原子力显微镜

利用纳米测量机(NMM)和原子力显微镜(AFM)实现了大范围的计量型AFM,测量范围可以达到25mmⅹ25mmⅹ5mm,分辨力为0.1nm。纳米测量机扩展了普通AFM测头的测量范围,减小了压电扫描器固有特性的影响。运动全范围内的自适应误差补偿通过5个自由度的闭环操作得以实现。系统的高精度是通过3个微型激光干涉仪的零阿贝误差设置,一个表面传感AFM测头以及两个角度传感器实现。系统具有4种工作模式,其中第4种为最佳工作模式。实验结果表明系统具有高精度和大范围的特点。     

时间相移显微干涉术用于微机电系统的尺寸表征

提出了将时间相移显微干涉测量方法用于微结构和器件的几何特性检测上．该方法速度快、无损、非接触、易在晶片级进行,具有亚微米级的水平分辨力,垂直分辨力在纳米量级．测量系统采用Mirau显微干涉物镜,利用高性能压电陶瓷物镜纳米定位器实现垂直方向的相移,并通过健壮的5帧Hariharan算法获取表面的相位信息．通过测量美国国家标准研究院（NIST）认证的标准台阶对系统进行了精度标定,并通过测量微谐振器和压力传感器微薄膜的几何尺寸说明了该方法作为测量和过程表征工具的功能．     

MEMS周期运动测试中频闪成像与运动激励的同步控制

微结构运动测试技术已成为MEMS测试技术的重要组成部分。由于MEMS器件中微结构的运动频率较高,频闪成像法得到了广泛的应用。本文针对静电型MEMS周期运动测试的要求,设计并研制了一种基于FPGA的频闪成像和运动激励同步控制系统,用于MEMS器件的周期运动激励和微结构高速周期运动过程中清晰图像的获取。实验表明,频闪照明的最小脉冲宽度为10 ns,运动相位的调整间隔小于3.75°,能够满足周期运动频率为1 MHz微结构运动测试的要求。     

一种适用于扫描探针显微镜的符合扫描模式

扫描模式问题是长期困扰包括扫描隧道显微镜（ Ｓ Ｔ Ｍ） ,原子力显微镜（ Ａ Ｆ Ｍ） 在内的扫描探针显微镜（ Ｓ Ｐ Ｍ） 测量精度和速度的关键问题。理论与实验均表明：“符合扫描”消除了原有扫描模式带来的测量误差。这种模式还使测量速度提高了约７０ ％ ,不仅可以使现在的观察型 Ｓ Ｔ Ｍ 的性能得到提高,而更重要的是对 Ｓ Ｐ Ｍ 从观察型向计量型的转变在扫描模式方面提供了保障,对原子量级信息读取速度和精度的提高也具有重要意义     

基于弯曲法的AFM微悬臂梁弹性常数标定技术

原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)在微纳米尺度力学测量领域有着广泛应用,其微悬臂梁探针的弹性常数是直接影响测量结果准确性的关键因素之一.弯曲法是标定微悬臂梁弹性常数的一类重要方法,基于弯曲标定原理提出了一种新的技术实现方案,并研制了相应的标定系统.借助精密运动定位台使微悬臂梁接触超精密天平并产生弯曲,分别以天平和光杠杆机构同步测得接触力和梁的弯曲量,再根据胡克定律直接算得弹性常数.利用所研制的系统对多种型号的微悬臂梁进行了标定,实验结果表明该系统具有良好的准确性和重复性,测量相对标准差小于5％.