弹光调制测椭偏参量的数字锁相数据处理

摘要：

为了实现椭偏参量ψ和Δ的高速、高灵敏测量,建立了一种测量成本低、重复性好和便于工业化集成的椭偏测量方案.本文对弹光调制型椭偏参量测量系统进行了原理分析,针对弹光调制器的工作模式及调制光信号特点,设计了基于现场可编程门阵列的数字锁相数据处理方案.现场可编程门阵列提供弹光调制器工作的信号源,并控制AD采样;同时产生正弦和余弦参考序列,并完成直流项、一倍频项和二倍频项的同相分量和正交分量的提取,进而求解出椭偏参量.利用搭建的试验系统对SiO2薄膜厚度为3.753 nm的硅片样品进行了实验分析.实验结果表明,采样时间为20 ms时,椭偏参量ψ和Δ的平均值分别为9.622°和168.692°,标准偏差分别为0.005°和0.008°;采样时间设置为200ms时,椭偏参量测量平均值与20 ms的非常接近,标准偏差减小,并且都在0.001°量级,揭示了本系统具有较高的灵敏度和较好的重复性.

关键词：椭偏参量、椭偏仪、弹光调制器、数字锁相数据处理

所属期刊栏目：26

分类号：O436.3;TH744.2(光学)

资助基金：国家国际科技合作专项项目2013DFR10150;国家自然科学基金资助项目.61672473,61505179,61605176;山西省应用基础研究项目201701D221126

在线出版日期：2018-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1314-1321