[发明专利]光弹调制器位相延迟在线修正方法

说明书

技术领域

本发明属于光谱仪信号调制技术和误差修正技术领域，特别涉及一种光弹调制器位相延迟在线修正方法。

技术背景

椭圆偏振光测量技术和反射差分测量技术在半导体加工和薄膜分析方面，特别是膜厚测量、多层结构分析、折射率与介电常数检测和薄膜生产在线监测、半导体工艺在线检测等环节，扮演着重要的角色。人们通常通过分析测试样品在不同光学波段的光学反应，即光谱信号，来判断和确定样品的属性。因此，椭偏光谱术和反射差分光谱术应运而生，它们经过一次测量(即多个波长的光信号同时测量)或者一系列测量(即每次测量一个波长的光信号，通过扫描方式完成光谱测量)，获得光谱信息。

为有效地将较小的测试信号从大噪声中提取出来，提高测量精度，采用光弹调制器的位相调制技术被应用在信号的调制中，然而光弹晶体产生的位相延迟的幅值随光学波长发生变化，即在相同的条件下，不同的光学波长穿过光弹晶体时形成的位相延迟的大小不相同。若多个波长同时进行测量，需要知道每个波长下光弹晶体作用的位相延迟值。

目前的方法有两种，一是位相延迟值固定为某个值，对于不同的波长，通过改变光弹调制器的工作参数(控制电压)来保证位相延迟的不变，这种方法需要提前标定每个波长下光弹调制器的工作参数，而且使用时一次只能测量一个波长，通过扫描波长获得光谱信息，因此不能满足快速测量的要求，也无法实现多波长并行测量；另外一种则根据位相延迟与波长的关系对进行软件修正，称为波长修正法，即光弹调制器固定工作参数，在假定光弹晶体双折射率不变的条件下，利用波长长度与位相延迟成反比的关系，在软件中计算出每个波长对应的位相延迟值，从而达到对信号的修正。但该方法仅适用于可见光和近红外光区域的位相延迟修正，在紫外区域，修正误差较大，不能达到测量精度的要求，因而制约了上述技术在该区域以及包含紫外区域的全光谱范围的测量。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种在线修正光弹调制器位相延迟的方法，用于解决多波长并行测量时，因光弹调制器位相延迟随波长的变化，而产生的计算误差。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

光弹调制器位相延迟在线修正方法由电压修正法和基于压光系数的波长修正法两种修正措施组成。其中，电压修正法包括下列步骤：

1.根据参考波长λ₀，查询光弹调制器针对参考相位A₀的出厂标定数据，获得光弹调制器实际的控制电压V₀；

2.根据需要测量的波长λ₁，查询光弹调制器针对参考相位A₀的出厂标定数据，获得该情况下光弹调制器应当采用的控制电压V₁；

3.根据下式求解测量波长λ₁在控制电压V₀下的位相延迟A₁：

A1=V0V1A0.]]>

光弹调制器位相延迟在线修正方法，还可以是基于压光系数的波长修正法：

1.根据参考波长λ₀，查询光弹调制器针对参考相位A₀的出厂标定数据，获得光弹调制器实际的控制电压V₀，查询光学手册，获得光弹晶体在该波长下的压光系数C₀；

2.根据需要测量的波长λ₁，查询光弹调制器针对参考相位A₀的出厂标定数据，获得该情况下光弹调制器应当采用的控制电压V₁，查询光学手册，获得光弹晶体在该波长下的压光系数C₁；

3.根据下式求解测量波长λ₁在控制电压V₀下的位相延迟A₁：