[发明专利]单旋转补偿器型光谱椭偏仪参数校准方法和装置

权利要求书

1.一种单旋转补偿器型光谱椭偏仪参数校准方法，其特征在于，包括：

S1，获取标准样件的测量光强信号，对所述测量光强信号进行傅里叶分析，计算所述测量光强信号的测量傅里叶系数；其中，所述测量光强信号是使用待校准的单旋转补偿器型光谱椭偏仪以设定入射角度对标准样件进行测量得到的；

S2，对所述待校准的单旋转补偿器型光谱椭偏仪系统进行建模，计算理论光强信号的理论傅里叶系数，采用全局拟合方式，通过拟合全光谱下每个波长的测量信号和理论信号的傅里叶系数，获得单旋转补偿器型光谱椭偏仪校准系统参数在全光谱内的系数，包括起偏器的初始方位角P，检偏器的初始方位角A，补偿器的初始方位角Cs，以及补偿器的相位延迟量δ关于波长的多项式系数P₀，P₁；

S3，将单个波长下的系统参数值作为初值，采用逐点拟合的方式获得仪器每一个波长点的系统参数，进而获得全光谱的系统参数；包括：

S31，将薄膜厚度和入射角、检偏器方位角或起偏器的方位角设置为S2中单个波长下的系统参数值；并将第一个波长λ₀和系数P₀,P₁代入公式，计算得到首波长的补偿器相位延迟量δ，则波长λ。的系统参数的校准初值b₀(λ₀)＝b(P,C,δ)或b₀(λ₀)＝b(A,C,δ)；将其作为下一个波长点系统参数的校准初值；

S32，利用LM迭代算法对第i个波长点系统参数进行校准，获得并储存第i个波长点下的系统参数校准值b(λ_i)；

S33，令i＝i+1，b₀(λ_i+1)＝b(λ_i)，将第i个波长点的系统参数校准值b(λ_i)作为第i+1波长点系统参数校准初值；

S34，重复S32和S33，直到校准完成全光谱范围内的系统参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，对所述测量光强信号进行傅里叶分析，包括：

在设定的光强积分时间π/Nω内，测量第j个采集点得到的光强谐波信号S_j，表示为：

在单旋转补偿器型光谱椭偏仪中，谐波信号的光强测量值I(t)只包含0倍频，2倍频和4倍频的谐波分量；

其中，I(t)为谐波信号的光强测量值，I₀表示光强谐波信号S_j的直流分量，t表示光谱仪开始采集后补偿器旋转的时间，N为采样点数，采样点数N大于等于5，α_2n、β_2n表示测量光强信号归一化的傅里叶系数；Cs为补偿器的初始方位角；ω为带动补偿器旋转的中空电机连续转动的角频率；

由于单旋转补偿器型光谱椭偏仪的电机转动初始时刻，安装在所述电机上的补偿器的初始位置无法准确得知，在对所述测量光强信号进行傅里叶分析时，补偿器的初始方位角是无法得知的，因此对于探测器的测量光强信号α’_2n、β’_2n具有如下形式：

I(t)＝I₀[1+α'₂(2ωt)+β′₂sin(2ωt)+α'₄cos(4ωt)+β′₄sin(4ωt)]

对所述测量光强信号进行傅里叶分析，可以得到测量傅里叶系数和归一化的傅里叶系数存在如下关系：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S34校准完成全光谱范围内的系统参数后，所述方法还包括：

存储全光谱范围内的校准参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准样件为光学常数稳定并且已知的任意厚度的薄膜。