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一种新的相移点衍射干涉仪系统误差标定方法 被引量:8
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作者 刘克 李艳秋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2923-2927,共5页
相移点衍射干涉仪利用测试波和参考波的横向错位产生载波干涉条纹,因此测量结果中必然引入一定的系统误差。在分析相移点衍射干涉仪主要系统误差源的基础上,提出了一种新的系统误差标定方法,即旋转光栅法。该方法根据光栅在正交方向上... 相移点衍射干涉仪利用测试波和参考波的横向错位产生载波干涉条纹,因此测量结果中必然引入一定的系统误差。在分析相移点衍射干涉仪主要系统误差源的基础上,提出了一种新的系统误差标定方法,即旋转光栅法。该方法根据光栅在正交方向上的两次测量结果,利用泽尼克多项式在单位圆域的正交特性和奇偶对称性质即可标定干涉仪的系统误差。可见光波段的标定实验结果表明,系统的几何彗差为-0.116λ,与理论计算结果-0.133λ基本一致,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 光学测量 光刻 移相干涉术 点衍射干涉仪 系统误差标定
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相移点衍射干涉仪的高精度对准 被引量:6
2
作者 刘克 李艳秋 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1845-1849,共5页
相移点衍射干涉仪(PS/PDI)的绝对测量精度和重复精度都直接受干涉仪装调误差的影响,因此采用具有高灵敏度的计算机辅助装调技术进行干涉仪的高精度对准是必要的。在PS/PDI空间频域特性分析的基础上,开发了一套高灵敏度的计算机辅助装调... 相移点衍射干涉仪(PS/PDI)的绝对测量精度和重复精度都直接受干涉仪装调误差的影响,因此采用具有高灵敏度的计算机辅助装调技术进行干涉仪的高精度对准是必要的。在PS/PDI空间频域特性分析的基础上,开发了一套高灵敏度的计算机辅助装调方法来实现干涉仪的对准。在粗装调阶段,对光电传感器采集的光场分布进行离散傅里叶变换,利用频谱图中的信息调整PS/PDI;在精密装调阶段,采用干涉条纹的频域对比度作为评价函数,以得到对比度的最大值为目标微调干涉仪。装调实验结果表明,对于可见光波段PS/PDI中直径为1.5μm的针孔,可以达到优于0.1μm的重复对准精度。 展开更多
关键词 光学测量 光刻 移相干涉术 点衍射干涉仪 计算机辅助装调
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移相干涉仪的抗振技术研究进展 被引量:3
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作者 何祖斌 许乔 +1 位作者 柴立群 邓燕 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期416-419,共4页
在对光学元件面形进行检测和光学系统成像质量的评价中,移相干涉测量技术有着广泛地应用。但是,光学干涉仪的测量精度对环境的要求非常苛刻,环境的振动和空气的扰动会对测量结果产生很大影响。提高移相干涉仪的抗振性很有必要,受到广泛... 在对光学元件面形进行检测和光学系统成像质量的评价中,移相干涉测量技术有着广泛地应用。但是,光学干涉仪的测量精度对环境的要求非常苛刻,环境的振动和空气的扰动会对测量结果产生很大影响。提高移相干涉仪的抗振性很有必要,受到广泛重视。国际上移相干涉仪的抗振技术主要包括主动抗振和被动抗振两方面,两种技术具有各自特点。 展开更多
关键词 光学测量 振动 移相干涉仪 抗振技术
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移相干涉测量中的抗振技术 被引量:3
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作者 左芬 陈磊 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期164-167,170,共5页
移相干涉测量技术是一种众所周知的非接触式的高精密测量方法,具有广泛的应用范围。环境振动是移相干涉仪测量误差的主要来源之一,国际上一些从事干涉测量的工作人员提出了许多抗振的方法,大体上分为主动技术和被动技术。主动抗振技术... 移相干涉测量技术是一种众所周知的非接触式的高精密测量方法,具有广泛的应用范围。环境振动是移相干涉仪测量误差的主要来源之一,国际上一些从事干涉测量的工作人员提出了许多抗振的方法,大体上分为主动技术和被动技术。主动抗振技术主要是系统自身探测振动并通过反馈回路对振动进行补偿,被动抗振技术则是通过各种技术措施尽量减小干涉仪对环境振动和气流影响的敏感度。从这两方面对干涉仪的抗振技术研究的进展做简单介绍,并介绍了作者所在课题组在这两个方面所进行的研究工作。 展开更多
关键词 光学测量 移相干涉仪 主动抗振 被动抗振
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相移点衍射干涉仪的关键技术研究 被引量:3
5
作者 李艳秋 刘克 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2010年第1期23-29,共7页
相移点衍射干涉仪(PS/PDI)是应用于极紫外光刻投影物镜波像差在线检测的高精度检测设备。在介绍国际相关机构PS/PDI研究进展的基础上,重点阐述在干涉仪优化设计、高精度对准、系统误差标定以及干涉图像处理等PS/PDI关键技术研究方面取... 相移点衍射干涉仪(PS/PDI)是应用于极紫外光刻投影物镜波像差在线检测的高精度检测设备。在介绍国际相关机构PS/PDI研究进展的基础上,重点阐述在干涉仪优化设计、高精度对准、系统误差标定以及干涉图像处理等PS/PDI关键技术研究方面取得的成果。以关键技术研究为基础,开发了一套可见光波段的PS/PDI原理实验装置,并利用该装置检测了极紫外光刻中典型的Schwarzschild投影物镜的波像差,自主开发的20倍缩小Schwarzschild物镜的数值孔径达到了0.2。实验结果表明,干涉仪的重复对准精度优于0.1μm,波像差的绝对检测精度均方根(RMS)误差达到了0.025λ(λ为检查光波长),重复检测精度RMS优于0.001λ,检测速度达到了20秒/视场点。 展开更多
关键词 光学测量 光刻 移相干涉术 点衍射干涉仪
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光学移相干涉仪抗振系统的鲁棒控制系统仿真分析 被引量:3
6
作者 陆振宇 朱日宏 +1 位作者 陈磊 高志山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期332-334,共3页
将被动抗振和主动抗振相结合的混合控制技术应用于解决光学移相干涉仪抗振系统的不确定性问题,其中主动抗振采用鲁棒控制策略.该方法克服了由模型和干扰所引起的不确定性,使得控制系统能够有效地抑制抗振模型的不确定性和外部振动的干扰... 将被动抗振和主动抗振相结合的混合控制技术应用于解决光学移相干涉仪抗振系统的不确定性问题,其中主动抗振采用鲁棒控制策略.该方法克服了由模型和干扰所引起的不确定性,使得控制系统能够有效地抑制抗振模型的不确定性和外部振动的干扰.仿真结果表明,该方法使光学移相干涉仪在振动的干扰下具有较好的鲁棒稳定性和控制准确度. 展开更多
关键词 光学移相干涉仪 抗振系统 主动振动控制 鲁棒控制理论
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Four-quadrant demodulation fiber sensor for wavelength monitoring of a wavelength phase-shifting interferometer
7
作者 Xiaoqin Shan Xingyue Fan +3 位作者 Zhigang Han Jin Wang Fengrui Li Rihong Zhu 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第8期12-17,共6页
Real-time monitoring of wavelength is important for high-speed wavelength phase-shifting interferometry.In this paper,a wavelength sensor based on a polarization-maintaining fiber interferometer with four-quadrant dem... Real-time monitoring of wavelength is important for high-speed wavelength phase-shifting interferometry.In this paper,a wavelength sensor based on a polarization-maintaining fiber interferometer with four-quadrant demodulation was proposed.We built the wavelength sensing system with resolution better than 0.005 pm and 0.1 ms sampling interval and measured the response time of the tuned wavelength at 35 ms in the phase-shifting process of a commercial wavelength phase-shifting free-space interferometer,as well as the wavelength drift velocity of 0.01 pm per second in the hysteresis process.The optical fiber wavelength sensor with four-quadrant demodulation provides a real-time wavelength sensing scheme for high-speed wavelength phase-shifting interferometers. 展开更多
关键词 optical testing wavelength phase-shifting interferometer polarization-maintaining fiber interferometer four-quadrant polarization demodulation wavelength sensing
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基于LMS算法的移相干涉仪环境振动控制器
8
作者 吴栋 陈磊 朱日宏 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期127-131,共5页
环境振动严重影响移相干涉测量的过程。在运用光学外差法测得移相干涉仪环境振动信号的前提下,设计了采用高速DSP芯片的振动控制器,它对电压形式的振动信号进行采样,用自适应LMS算法分析振动信号,同时输出反馈控制信号。反馈控制信号驱... 环境振动严重影响移相干涉测量的过程。在运用光学外差法测得移相干涉仪环境振动信号的前提下,设计了采用高速DSP芯片的振动控制器,它对电压形式的振动信号进行采样,用自适应LMS算法分析振动信号,同时输出反馈控制信号。反馈控制信号驱动PZT光学移相器对振动引起的光程差(或波前相位)变化进行实时补偿。通过这种闭环控制,系统能够对幅频积小于100waves*Hz的环境振动进行有效补偿,实验中获得了稳定的移相干涉条纹,保证了光学测试的正确性。 展开更多
关键词 光学测试 移相干涉仪 环境振动 振动控制器 自适应LMS算法 PZT移相器
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一种对比度可调的共光路径向剪切移相干涉仪
9
作者 刘尧 白福忠 +3 位作者 吴亚琴 甘世明 刘珍 包晓艳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期268-273,共6页
针对现有共光路径向剪切干涉仪所存在的干涉条纹对比度不可调、剪切相位差复原精度低或移相方式复杂、光学系统调整困难等缺点,提出一种对比度可调的共光路径向剪切移相干涉仪,利用偏振分束实现对比度连续可调,用偏振移相技术实现四步... 针对现有共光路径向剪切干涉仪所存在的干涉条纹对比度不可调、剪切相位差复原精度低或移相方式复杂、光学系统调整困难等缺点,提出一种对比度可调的共光路径向剪切移相干涉仪,利用偏振分束实现对比度连续可调,用偏振移相技术实现四步移相干涉。对波前重建精度的主要影响因素之一,即条纹对比度,进行深入的理论分析与实验验证;并对液晶空间光调制器(LC-SLM)生成的实际像差进行实验测试。结果表明,共光路径向剪切移相干涉仪可获得最高的条纹对比度,有关起偏角与条纹对比度之间关系的研究结果可为相关光学系统的设计与建立提供重要的理论依据。 展开更多
关键词 光学设计 径向剪切 移相干涉仪 条纹对比度 波前重建
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光学移相干涉仪抗振系统的鲁棒μ控制器设计
10
作者 陆振宇 朱日宏 +1 位作者 陈磊 高志山 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1648-1651,共4页
将结构奇异值μ综合鲁棒控制技术应用于主动抗振控制系统中,并用于解决光学移相干涉仪抗振系统的不确定性问题.采用小波分析方法将随机振动信号进行时频分析后得到低频全局信息,随后运用μ综合D-K迭代法设计鲁棒μ控制器对低频振动进行... 将结构奇异值μ综合鲁棒控制技术应用于主动抗振控制系统中,并用于解决光学移相干涉仪抗振系统的不确定性问题.采用小波分析方法将随机振动信号进行时频分析后得到低频全局信息,随后运用μ综合D-K迭代法设计鲁棒μ控制器对低频振动进行抑制.该方法克服了由模型自身和外部干扰所引起的不确定性,使得控制系统能够有效地抑制抗振模型的不确定性和外部振动的干扰,同时也具有很高的控制准确度和灵敏度.仿真结果表明,该方法使光学移相干涉仪在外部振动的干扰下具有较好的鲁棒稳定性和控制准确度,同时也能较好地抑制低频振动. 展开更多
关键词 光学移相干涉仪 u综合鲁棒控制技术 主动振动控制 小波分析
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极紫外三维小孔矢量衍射波面质量分析 被引量:24
11
作者 卢增雄 金春水 +1 位作者 张立超 王丽萍 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2849-2854,共6页
相移点衍射干涉仪中参考球面波的质量取决于小孔的直径、圆度和厚度,其中小孔的直径是最主要的因素,在实际加工前,需给出小孔直径的要求。基于矢量衍射理论,分析计算了三维结构小孔的衍射。分析了在均匀的TE偏振光和TM偏振光入射情况下... 相移点衍射干涉仪中参考球面波的质量取决于小孔的直径、圆度和厚度,其中小孔的直径是最主要的因素,在实际加工前,需给出小孔直径的要求。基于矢量衍射理论,分析计算了三维结构小孔的衍射。分析了在均匀的TE偏振光和TM偏振光入射情况下,小孔直径大小对衍射波面质量的影响。入射光的线性偏振,给衍射波面中引入了像散和彗差。分析计算得出,为了获得数值孔径(NA)为0.1,相对于理想球面波的均方根(RMS)偏差不大于0.005λ(λ=13.55 nm),强度均匀性为0.4的参考球面波,对90 nm厚的小孔选择直径大小为70 nm较为适宜。 展开更多
关键词 光学检测 相移点衍射干涉仪 矢量衍射 三维小孔 波面误差 强度均匀性
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相移点衍射干涉仪用衍射板结构设计 被引量:8
12
作者 郑猛 李艳秋 刘克 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第3期97-103,共7页
相移点衍射干涉仪(PS/PDI)的检测精度取决于衍射板中针孔衍射产生的参考球面波质量,而针孔的直径是影响参考球面波质量的一个重要因素。基于矢量衍射理论,以会聚光束作为入射光,分析了针孔厚度和直径、加工误差以及入射光源单项像差和... 相移点衍射干涉仪(PS/PDI)的检测精度取决于衍射板中针孔衍射产生的参考球面波质量,而针孔的直径是影响参考球面波质量的一个重要因素。基于矢量衍射理论,以会聚光束作为入射光,分析了针孔厚度和直径、加工误差以及入射光源单项像差和综合像差对衍射波面质量的影响。仿真数据表明,为了获得数值孔径为0.2,波前误差均方根(RMS)值不大于1.4×10-3λ的理想球面波,在针孔的实际加工制作中,应选200nm厚度铬膜,直径为1.5μm的针孔,并且满足仿真误差要求;对衍射板上窗口尺寸进行了仿真,结果表明窗口边长取60μm时,仿真结果最优。用实验验证了设计结果的可行性。 展开更多
关键词 测量 光学检测 相移点衍射干涉仪 波前误差 时域有限差分
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极紫外光刻物镜系统波像差检测技术研究 被引量:6
13
作者 张宇 金春水 +1 位作者 马冬梅 王丽萍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期3384-3389,共6页
为了实现对极紫外光刻物镜系统波像差的超高精度检测,引入了双光纤相移点衍射干涉仪,对其检测方案进行了优化设计,在相移系统和光程差调节系统中引入了特伦结构,并且对光纤端面进行了抛光镀膜处理。将影响干涉仪检测精度及波面重复精度... 为了实现对极紫外光刻物镜系统波像差的超高精度检测,引入了双光纤相移点衍射干涉仪,对其检测方案进行了优化设计,在相移系统和光程差调节系统中引入了特伦结构,并且对光纤端面进行了抛光镀膜处理。将影响干涉仪检测精度及波面重复精度的误差源引入到干涉图中进行整体分析,得到干涉仪的检测精度及波面重复精度,为了验证双光纤相移点衍射干涉仪的切实可行性及理论分析结果的正确性,搭建了原理实验装置,对同一被检光学系统进行了512次测量,将其分成8组,最终8组测量的波面重复精度能够达到0.13 nm,优于λ/4000。 展开更多
关键词 光学检测 双光纤相移点衍射干涉仪 精度分析 波面重复精度
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数字横向剪切干涉仪相移技术 被引量:5
14
作者 何煦 向阳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2244-2251,共8页
由于相移式横向剪切干涉仪相移单元的分辨率、精度等参数直接影响其测试物镜波像差的精度,本文根据相移式横向剪切干涉测试原理,设计了采用宏微复合运动模式的相移组件,该相移组件可在25 mm行程内实现纳米级的相移运动。重点分析了柔性... 由于相移式横向剪切干涉仪相移单元的分辨率、精度等参数直接影响其测试物镜波像差的精度,本文根据相移式横向剪切干涉测试原理,设计了采用宏微复合运动模式的相移组件,该相移组件可在25 mm行程内实现纳米级的相移运动。重点分析了柔性铰链复合四杆结构微动单元初始设计参数间的数学规律,计算了铰链刚度与弱截面应力,并给出了具体的设计实例。采用有限元分析方法,对设计实例中微动单元的相移量与压电陶瓷(PZT)出力之间的作用规律进行仿真,并分析了相移精度。结果显示,PZT在促动力输出范围内可促动0.1 mm^1 nm的一维相移运动,理论精度优于3.5 nm。微动单元的开环标定测试结果表明,相移微动单元的实际精度优于5 nm。 展开更多
关键词 光学测量 波像差 相移式干涉仪 剪切干涉仪 柔性铰链
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基于载频交叠重构干涉术的大口径干涉仪相移误差校正方法 被引量:1
15
作者 李金鹏 陈磊 +2 位作者 李博 朱荣刚 李建欣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期157-164,共8页
为抑制Φ600mm相移式菲佐干涉仪中波长调谐误差以及振动带来的测量误差,提出了一种可用于波长调谐移相干涉仪的误差校正方法。将4幅载频干涉图按列交叠重构得到时空条纹图,由于载频的存在实现了误差谱与相位谱的分离,提取相位谱就可以... 为抑制Φ600mm相移式菲佐干涉仪中波长调谐误差以及振动带来的测量误差,提出了一种可用于波长调谐移相干涉仪的误差校正方法。将4幅载频干涉图按列交叠重构得到时空条纹图,由于载频的存在实现了误差谱与相位谱的分离,提取相位谱就可以正确解包相位。存在波长调谐误差和振动的情况下,仿真结果表明利用载频交叠重构干涉术,相位恢复精度是传统移相算法精度的10倍以上;实验结果显示,载频交叠重构干涉术的测量精度为0.0066λ。利用载频交叠重构干涉术能够有效抑制Φ600干涉仪中波长调谐误差与振动造成的测量误差。 展开更多
关键词 测量 光学测量 波长调谐移相技术 φ600干涉仪 相移误差
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MEMS微变形镜测试技术及算法研究 被引量:1
16
作者 陈家凤 肖风华 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期185-190,共6页
介绍了基于计算机控制的频闪显微干涉测量技术,实现了对MEMS微变形镜的表面形貌、离面变形、静态电压-位移曲线和谐振频率的测量。采用频闪成像、计算机微视觉技术以及基于最小二乘曲面拟合法的亚像素定位技术实现了对平面内微位移的测... 介绍了基于计算机控制的频闪显微干涉测量技术,实现了对MEMS微变形镜的表面形貌、离面变形、静态电压-位移曲线和谐振频率的测量。采用频闪成像、计算机微视觉技术以及基于最小二乘曲面拟合法的亚像素定位技术实现了对平面内微位移的测量;利用频闪成像以及5步相移干涉技术实现了对干涉相位的提取,建立了适合于MEMS微变形镜特性测试的相位解缠算法,恢复了代表被测物体表面形貌的真实相位,实现了微变形镜静动态特性的测试。测试结果表明:频闪显微相移干涉测量技术具有测量速度快、精度高、易实现自动控制等特点。 展开更多
关键词 光学测量 微变形镜 频闪成像 亚像素定位 5步相移干涉 相位解缠
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基于统计分析方法的同步移相干涉图位置配准 被引量:6
17
作者 田枫 白福忠 +2 位作者 吴亚琴 徐永祥 梅秀庄 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期252-259,共8页
使用同步移相干涉仪重建波前相位时,需要对移相干涉图进行准确的位置配准和目标区域确定以保证重建精度和相位解缠绕算法的成功实施。提出一种基于统计分析方法的圆形域同步移相干涉图位置配准技术,对一组包含不同相位分布的干涉图按照... 使用同步移相干涉仪重建波前相位时,需要对移相干涉图进行准确的位置配准和目标区域确定以保证重建精度和相位解缠绕算法的成功实施。提出一种基于统计分析方法的圆形域同步移相干涉图位置配准技术,对一组包含不同相位分布的干涉图按照对应像素位置进行方差分布函数计算;利用最大组间方差法完成阈值分割,从而分离出干涉图像的背景与目标区域,通过梯度运算检测出目标区域的轮廓;利用改进Hough变换算法估计出各个轮廓的绝对位置和半径参数。数值仿真结果表明,当轮廓半径大于64pixel时,该方法的配准精度可以达到0.5pixel。通过建立自参考同步移相干涉仪对该方法的可靠性与实用性进行实验验证。 展开更多
关键词 物理光学 同步移相干涉仪 圆形域干涉图 位置配准 统计分析方法
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