穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112345460A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号202011098802.2(22)申请日2020.10.14(71)申请人武汉颐光科技有限公司地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区汤逊湖北路33号华工科技园·创新基地办公研发楼18栋4层5、6、7室(72)发明人李伟奇张传维颜凡陈军郭春付刘世元(74)专利代理机构武汉蓝宝石专利代理事务所(特殊普通合伙)42242代理人王振宇(51)Int.Cl.G01N21/21(2006.01)G01N21/01(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图7页(54)发明名称穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法及系统(57)摘要本发明提供一种穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法及系统，首先使双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式下，计算获得系统参数；然后关停起偏臂或检偏臂端电机，重新校准部分系统参数；最后更新系统参数，双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪成功从双旋转模式切换为高产率模式。本发明通过将双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪设定为双旋转模式获得大部分系统参数后，在不对仪器本身系统结构做任何改变的情况下，停掉起偏臂或检偏臂端低速电机，更新部分系统参数即可成功切换为高产率模式，通过让穆勒矩阵椭偏仪灵活切换为双旋转模式或高产率模式，使其根据实际工业需求满足高精度或高产率的测量要求。CN112345460ACN112345460A权利要求书1/3页1.一种穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法，其特征在于，包括：步骤1，使双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式下，计算获得系统参数；步骤2，关停起偏臂或检偏臂端电机，重新校准部分系统参数；步骤3，更新系统参数，双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪成功从双旋转模式切换为高产率模式。2.根据权利要求1所述的穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法，其特征在于，步骤1具体包括：101，获取双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪采集的第一光强谐波信号；其中，所述第一光强谐波信号是使用穆勒矩阵椭偏仪对标准样件进行测量并采集标准样件反射的光束获得的；102，对所述第一光强谐波信号进行傅里叶分析，计算获得第一傅里叶系数，进而计算双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式下的系统参数。3.根据权利要求2所述的穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法，其特征在于，步骤102中，对所述第一光强谐波信号进行傅里叶分析，计算获得第一傅里叶系数，具体包括：在设定积分时间内，测量第j个采集点得到的第一光强谐波信号Sj，表示为：双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪的反射光强计算函数为：I(t)为第一光强谐波信号的光强，t为旋转补偿器旋转时间，α2k,β2k表示第一光强谐波信号2k倍频的傅里叶系数，k＝1,2,...,K为傅里叶系数阶数，ω为旋转补偿器的旋转基频；利用式(1)和式(2)，求解出第一傅里叶系数α2k,β2k，以及第一光强谐波信号的直流分量I0。4.根据权利要求2所述的穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法，其特征在于，步骤102中所述计算双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式下的系统参数具体包括：根据所述第一傅里叶系数，以及双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪的系统参数与第一傅里叶系数之间的数学关系，计算双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪全光谱范围所有波长点的系统参数；其中，系统参数包括起偏臂的初始方位角P，检偏臂的初始方位角A，起偏臂端补偿器初始方位角和相位延迟量C1,δ1，检偏臂端补偿器初始方位角和相位延迟量C2,δ2；2CN112345460A权利要求书2/3页5.根据权利要求1所述的穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法，其特征在于，步骤2具体包括：在双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式时，关停起偏臂端电机或检偏臂端电机，并重新校准两个补偿器系统参数。6.根据权利要求5所述的穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法，其特征在于，所述重新校准两个补偿器系统参数，具体包括：201，在关停起偏臂端电机或检偏臂端电机后，重新测量标准样件获得第二光强谐波信号；202，对所述第二光强谐波信号进行傅里叶分析，计算获得第二傅里叶系数；203，基于所述第二傅里叶系数，计算起偏臂端补偿器方位角参数校准值和检偏臂端补偿器方位角参数校准值。7.根据权利要求6所述的穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法，其特征在于，步骤202中，对所述第二光强谐波信号进行傅里叶分析，计算获得第二傅里叶系数，具体包括：在设定积分时间内，测量第j个采集点得到的第二光强谐波信号Sj'，表示为：在切断所述起偏臂端电机或检偏臂端电机供电后，穆勒矩阵椭偏仪采集的第二光强谐波信号包含0倍频，2倍频和4倍频的谐波分量，则有：I(t)'为第