[发明专利]一种用于旋转器件型光谱椭偏仪系统的电机光谱仪同步方法

说明书

本发明涉及一种用于旋转器件型光谱椭偏仪系统的电机光谱仪同步方法，首先设置光谱仪积分时间为t以及采集帧数为n*N₁,进行光谱采集并保存；从中提取所有周期内所有帧数在波长点λ₂的光谱数据，并绘制光谱曲线图，得到包含有N₁条光谱曲线的曲线图1，并计算曲线图1中光谱曲线线宽D；所述在波长点λ₂的光谱数据的特征为该波长点在不同周期内的变化趋势为上下震动；然后对所述光谱仪积分时间t进行调制，并绘制光谱曲线图，若无论增加或减小积分时间，调制后的光谱曲线图中光谱曲线线宽均大于调制前的光谱曲线线宽D，则光谱仪积分时间t即为最佳积分时间，此时电机与光谱仪同步。

技术领域

本发明涉及精密光学测量仪器系统技术领域，具体涉及一种用于旋转器件型光谱椭偏仪的电机、光谱仪同步方法。

背景技术

椭圆偏振仪(简称椭偏仪)是一种利用光的偏振特性获取待测样品信息的通用光学测量仪器。其基本原理是通过偏振器件将特殊的椭圆偏振光投射到待测样品表面，通过测量待测样品的反射光(或者透射光)，以获得偏振光在反射(或者透射)前后的偏振态变化(包括振幅比和相位差)，进而从中提取出待测样品的信息。

旋转器件型光谱椭偏仪，以下简称光谱椭偏仪，包括旋转起偏器型椭偏仪，单旋转补偿器型椭偏仪和双旋转补偿器型椭偏仪是一类应用广泛的光谱椭偏仪。旋转器件型光谱椭偏仪可用于各种信息光电子功能材料和器件的光学常数分析，测量对象包括金属、半导体、超导体、绝缘体、非晶体、磁性材料、薄膜材料、电光材料、非线性材料、各向同性和/或各向异性材料等；可用于薄膜材料的表面、界面及粗糙度分析；也可用于纳米制造中各种纳米结构的形貌参数如特征线宽、周期间距、高度、侧壁角、套刻误差、线边粗糙度及线宽粗糙度等的测量。

在使用旋转器件型光谱椭偏仪对样品进行测量前，都必须对系统测量参数做出要求：1)采集帧数n，根据椭偏仪系统方程式数量计算单个周期内所需采集帧数；2)采集周期数N，即采集足够周期数数据，求得均值，可以提升测量准确度；3)电机转速n1，电机转动半圈所需时间等于光谱仪采集完成一个周期所需时间；4)测量时间T，光谱仪采集所有周期内全部帧数点所需时间，这是测量的基本先决条件；5)光谱仪积分时间t，即光谱仪采集每一个帧数点所需时间，但因为光谱仪时序问题，使得光谱仪收到电机发出触发信号开始采集某个周期起始帧数点数据的时候都会出现偏置，最后会造成不同周期内相同帧数点采集的数据差异较大，即不同时间点采集的某个周期内相同帧数点数据不同，这将会对椭偏仪在不同时间段的测量结果造成严重的偏差。故需对光谱仪与电机转速之间做出同步，这样就可以使得光谱仪在不同时间点内采集的相同帧数点数据一致，同样当光谱仪在不同时间点内采集的帧数点数据一致时也可以减少椭偏仪采集周期数，即整个椭偏仪系统测量时间相应减少。最后将采集的数据导入椭偏仪系统计算，可以对椭偏仪系统测量准确性与重复性提升有极大效果。因此，必须提出一种适用旋转器件型光谱椭偏仪系统一种电机、光谱仪同步方法，并实现旋转器件型光谱椭偏仪高精度快速测量。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于旋转器件型光谱椭偏仪系统的电机光谱仪同步方法，该方法可以实现旋转器件型光谱椭偏仪高精度快速测量。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于旋转器件型光谱椭偏仪系统的电机光谱仪同步方法，包括以下步骤：

S1，设置光谱仪积分时间为t以及采集帧数为n*N₁,进行光谱采集并保存；n为单个周期所需采集帧数，N₁为采集周期数；

S2，从中提取所有周期内所有帧数在波长点λ₂的光谱数据，并绘制光谱曲线图，得到包含有N₁条光谱曲线的曲线图1，并计算曲线图1中光谱曲线线宽D；所述在波长点λ₂的光谱数据的特征为该波长点在不同周期内的变化趋势为上下震动；