[发明专利]一种基于条件数的纳米结构散射测量配置优化方法及系统

权利要求书

1.一种基于条件数的纳米结构测量配置优化方法，其特征在于，包括：

步骤S1、确定纳米结构的待测形貌参数x以及散射测量的参数提取过程中固定不变的参数a；

步骤S2、基于所述待测形貌参数x和所述固定不变的参数a，构建散射测量中衡量测量信号和理论信号之间拟合误差的评价函数；

步骤S3、基于所述评价函数，得到所述待测形貌参数的误差传递矩阵；

步骤S4、计算在不同的测量条件下，所述待测形貌参数的误差传递矩阵的条件数，条件数最小的测量条件即为最优配置。

2.根据权利要求1所述的测量配置优化方法，其特征在于，步骤S3中，基于所述评价函数，得到所述待测形貌参数的误差传递矩阵，包括：

计算所述理论信号对所述待测形貌参数x的一阶Taylor展开式；

将所述一阶Taylor展开式代入所述评价函数，得到所述待测形貌参数的误差传递矩阵。

3.根据权利要求1或2所述的测量配置优化方法，其特征在于，所述待测形貌参数的误差传递矩阵为：

其中，J_x为N×M阶Jacobian矩阵，元素定义为：

f(x,a)为测量信号对应的理论信号，x^*为最终提取的待测形貌参数值，W为由权值因子构成的N×N阶对角矩阵，表示J_x的转置矩阵。

4.根据权利要求3所述的测量配置优化方法，其特征在于，通过下述优化方法得到条件数最小的测量条件：

其中，α_1opt，α_2opt，…，α_kopt表示条件数最小的测量条件配置，α₁，α₂，…，α_k分别表示不同的测量条件，A₁，A₂，…，A_k分别表示不同的测量条件对应的变化范围，Ω为待测相貌参数范围，cond(.)表示条件数计算算子。

5.根据权利要求2所述的测量配置优化方法，其特征在于，通过解析、数值建模或者代理模型方法计算所述理论信号对所述待测形貌参数x的一阶Taylor展开式。

6.根据权利要求1所述的测量配置优化方法，其特征在于，步骤S2中，所述评价函数为：

其中，y＝[y1,y2,…,y_N]表示所述测量信号，f(x,a)＝[f₁(x,a),f₁(x,a),…,f_N(x,a)]为所述测量信号对应的理论信号，W为由权值因子构成的N×N阶对角矩阵，x＝[x₁,x₂,...,x_M]^T表示所述待测形貌参数，a＝[a₁,a₂,...,a_L]^T表示所述固定不变的参数。

7.根据权利要求1所述的测量配置优化方法，其特征在于，步骤S4中，所述测量条件包括：测量入射角θ、方位角测量波长λ和偏振角Ψ中的一个或多个的任意组合。

8.根据权利要求1所述的测量配置优化方法，其特征在于，步骤S4中，所述待测形貌参数的误差传递矩阵的条件数包括：1-条件数、2-条件数、∞-条件数或Frobenius范数的条件数。