本文關(guān)鍵詞：計(jì)量型紫外顯微鏡位移溯源及線寬測(cè)量技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對(duì)目前紫外光學(xué)顯微鏡的測(cè)量值無(wú)法直接溯源至國(guó)際長(zhǎng)度基準(zhǔn)SI單位的問(wèn)題,對(duì)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院正在研制的紫外光學(xué)顯微鏡微納線寬標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置中位移溯源及線寬測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)了該裝置對(duì)微納線寬的測(cè)量,其測(cè)量值可直接溯源至激光波長(zhǎng),本文的主要研究工作如下:首先,研究了紫外光學(xué)顯微鏡微納線寬標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置的基本原理,詳細(xì)介紹了整個(gè)裝置的基本硬件結(jié)構(gòu)。采用激光外差干涉法,設(shè)計(jì)了無(wú)阿貝誤差和具有波長(zhǎng)補(bǔ)償模塊的激光干涉測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)裝置掃描過(guò)程中的位移測(cè)量與溯源。并設(shè)計(jì)了干涉系統(tǒng)硬件電路,實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的高速硬件輸出,最高可以達(dá)到20MHz的數(shù)據(jù)更新率。其次,根據(jù)裝置的測(cè)量需求,完成了光電倍增管選型及其分光結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了高性能的硬件電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)光電倍增管輸出信號(hào)的放大和濾波,其中濾波電路采用無(wú)限增益多路反饋型二階低通濾波電路加RC低通濾波的形式,具有較高的穩(wěn)定性和濾波性能。同時(shí)為了降低電磁干擾,設(shè)計(jì)了硬件電路屏蔽盒。再者,對(duì)裝置信號(hào)觸發(fā)與采集系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了裝置在掃描過(guò)程中的等位移間隔采集,同步觸發(fā)精度高于25ns。系統(tǒng)硬件部分采用了PXI平臺(tái)、FPGA板卡及AD高速采集卡,通過(guò)FPGA的高速硬件處理能力和PXI平臺(tái)提供的同步總線,滿足系統(tǒng)的硬件需求。系統(tǒng)軟件基于LabVIEW2014和LabVIEW FPGA模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)等位移間隔觸發(fā)與采集的同時(shí),具有干涉系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、掃描歷史記錄、線寬掃描曲線預(yù)覽、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)分析等功能。最后,進(jìn)行了裝置微納線寬測(cè)量實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)2μm柵格進(jìn)行線寬測(cè)量,驗(yàn)證了該裝置的微納線寬測(cè)量能力,裝置的測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度為2.97nm。
【關(guān)鍵詞】：計(jì)量型紫外光學(xué)顯微鏡 激光外差干涉法 無(wú)限增益多路反饋型電路 等位移間隔采集 PXI平臺(tái) FPGA
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH742
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• abstract7-16
• 1 緒論16-23
• 1.1 課題研究背景、目的及意義16-17
• 1.2 納米測(cè)量技術(shù)17-20
• 1.3 計(jì)量型紫外光學(xué)顯微鏡的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 2 紫外光學(xué)顯微鏡微納線寬標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量裝置23-35
• 2.1 裝置測(cè)量原理23-24
• 2.2 裝置結(jié)構(gòu)組成24-34
• 2.2.1 光學(xué)成像系統(tǒng)25-29
• 2.2.2 位移系統(tǒng)29-32
• 2.2.3 激光干涉測(cè)量系統(tǒng)32
• 2.2.4 照明系統(tǒng)32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 3 激光干涉測(cè)量系統(tǒng)及其硬件電路設(shè)計(jì)35-47
• 3.1 激光干涉測(cè)量系統(tǒng)35-43
• 3.1.1 激光外差干涉測(cè)量35-37
• 3.1.2 干涉系統(tǒng)光路布局及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-43
• 3.2 干涉系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)43-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 4 光電倍增管硬件電路設(shè)計(jì)47-59
• 4.1 光電倍增管及其分光結(jié)構(gòu)47-52
• 4.1.1 光電倍增管47-50
• 4.1.2 分光結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)50-52
• 4.2 光電倍增管硬件電路52-58
• 4.2.1 放大濾波電路52-57
• 4.2.2 屏蔽盒設(shè)計(jì)57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 5 信號(hào)觸發(fā)與采集系統(tǒng)59-80
• 5.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)59-66
• 5.1.1 PXI平臺(tái)59-61
• 5.1.2 干涉系統(tǒng)信號(hào)觸發(fā)、采集硬件61-63
• 5.1.3 光電倍增管AD采集硬件63-64
• 5.1.4 硬件整體結(jié)構(gòu)64-66
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)66-79
• 5.2.1 總體設(shè)計(jì)66-67
• 5.2.2 FPGA終端模塊67-73
• 5.2.3 FPGA上位機(jī)模塊73-76
• 5.2.4 AD采集模塊76-77
• 5.2.5 狀態(tài)機(jī)主程序77-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析80-88
• 6.1 實(shí)驗(yàn)裝置80
• 6.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境80-81
• 6.3 2μm柵格樣板線寬測(cè)量實(shí)驗(yàn)81-85
• 6.4 測(cè)量數(shù)據(jù)處理85-86
• 6.5 誤差源分析86-87
• 6.6 本章小結(jié)87-88
• 7 總結(jié)與展望88-91
• 7.1 全文總結(jié)88-89
• 7.2 本論文創(chuàng)新點(diǎn)89
• 7.3 展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 作者簡(jiǎn)介94-95

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1 梁宜勇;顧智企;章哲明;閆瑋;楊國(guó)光;;穩(wěn)定線寬的過(guò)曝光控制[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2006年01期

2 張培林,趙朔嫣;脈沖染料激光腔的線寬和選擇頻率[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1982年01期

3 王云慶，李慶祥，薛實(shí)福，周兆英;納米級(jí)精度的線寬測(cè)量?jī)x[J];光學(xué)精密工程;1994年01期

4 鞠同忠,楊甬英,龔予吉;掃描式線寬測(cè)量?jī)x[J];光學(xué)技術(shù);1992年06期

5 李春輝,范明鈺,莊昌文,虞厥邦,黃勁;一般圖拓?fù)涞碾娫?地線線寬優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2000年10期

6 李繼超;改進(jìn) ACADR12 的更改線寬功能[J];交通與計(jì)算機(jī);1997年04期

7 劉紹勇;用顏色定義線寬的作圖方法[J];港口科技動(dòng)態(tài);1998年01期

8 方仲平 ,杜賢和 ,劉劍平;線寬標(biāo)準(zhǔn)的研究[J];計(jì)量學(xué)報(bào);1989年03期

9 肖增文;趙學(xué)增;儲(chǔ)巍;李洪波;;頂部線寬中曲線匹配法測(cè)量線寬的研究[J];計(jì)量技術(shù);2006年06期

10 金杰,郭曙光,呂福云,張光寅;窄線寬可調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器的研究[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 李燁;林弋戈;曹建平;方占軍;臧二軍;;窄線寬689nm外腔半導(dǎo)體激光系統(tǒng)[A];2009全國(guó)時(shí)間頻率學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

2 洗伊民;秦偉;吳泰琉;王力平;孫堯俊;邵倩芬;費(fèi)倫;;橡膠材料的NMR微成像[A];第七屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1992年

3 張林波;許冠軍;劉杰;高靜;靖亮;董瑞芳;劉濤;張首剛;;用于鍶光鐘的698nm窄線寬激光研究進(jìn)展[A];第四屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)論文集-S4 原子鐘技術(shù)與時(shí)頻系統(tǒng)[C];2013年

4 馮紅專;許會(huì);;基于視頻的線路板線寬測(cè)量[A];創(chuàng)新沈陽(yáng)文集（A）[C];2009年

5 趙鵬;王艷花;張巖;;利用凹槽結(jié)構(gòu)提高金屬表面等離子光刻的分辨率[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

6 廖開(kāi)宇;張智明;顏輝;朱詩(shī)亮;;亞自然線寬偏振糾纏光子對(duì)的產(chǎn)生[A];第十六屆全國(guó)量子光學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)報(bào)告摘要集[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 安徽 方忠誠(chéng);用顏色控制AutoCAP的輸出線寬[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

2 特邀作者：方忠誠(chéng);線寬輸出，顏色做主[N];電腦報(bào);2004年

3 ;自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件操作技巧(二)[N];中華建筑報(bào);2008年

4 王本顏;如何解決印刷開(kāi)槽及印后壓線工藝問(wèn)題(下)[N];中國(guó)包裝報(bào);2007年

5 記者 李黎 通訊員 徐國(guó)青;三個(gè)高科技項(xiàng)目將落戶保稅區(qū)[N];寧波日?qǐng)?bào);2008年

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1 粟榮濤;窄線寬納秒脈沖光纖激光相干放大陣列[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

2 楊昌盛;高性能大功率kHz線寬單頻光纖激光器及其倍頻應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 馬超群;光頻標(biāo)光纖遠(yuǎn)程精密傳輸關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華東師范大學(xué);2015年

4 陶汝茂;高功率窄線寬近衍射極限光纖激光放大器熱致模式不穩(wěn)定研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

5 孫殷宏;高功率窄線寬光纖激光器理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2016年

6 方蘇;窄線寬激光和窄線寬光梳的研究[D];華東師范大學(xué);2013年

7 梁宜勇;可變線寬的無(wú)掩膜光刻理論與技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2005年

8 高峰;鍶光鐘的原子冷卻及互組躍遷譜線測(cè)量[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（國(guó)家授時(shí)中心）;2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳俊達(dá);基于拉錐光纖分布瑞利散射的窄線寬光纖激光器實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 尹傳祥;紫外顯微鏡微納線寬測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 焦東東;通信波段窄線寬激光器研制及應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（國(guó)家授時(shí)中心）;2015年

4 張保剛;基于MgO:PPLN的窄線寬光參量振蕩器特性研究[D];東南大學(xué);2015年

5 孫波;外部光擾動(dòng)下1550nm-VCSELs獲取窄線寬光子微波的研究[D];西南大學(xué);2016年

6 張強(qiáng);納米尺度下LER對(duì)線寬測(cè)量結(jié)果影響的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 馬春媚;單頻摻鐿光纖激光振蕩器及窄線寬納秒光纖放大器研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

8 王志新;計(jì)量型紫外顯微鏡位移溯源及線寬測(cè)量技術(shù)的研究[D];中國(guó)計(jì)量大學(xué);2016年

9 潘登;用于相干檢測(cè)的窄線寬光源線寬壓縮機(jī)理及技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

10 胡鵬飛;ULSI光刻圖形線寬調(diào)制的優(yōu)化研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：計(jì)量型紫外顯微鏡位移溯源及線寬測(cè)量技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：289088