計(jì)量型紫外顯微鏡位移溯源及線寬測量技術(shù)的研究.pdf

1、針對(duì)目前紫外光學(xué)顯微鏡的測量值無法直接溯源至國際長度基準(zhǔn)SI單位的問題，對(duì)中國計(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)測量裝置中位移溯源及線寬測量技術(shù)進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了該裝置對(duì)微納線寬的測量，其測量值可直接溯源至激光波長，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)了無阿貝誤差和具有波長補(bǔ)償模塊的激光干涉測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝

2、置掃描過程中的位移測量與溯源。并設(shè)計(jì)了干涉系統(tǒng)硬件電路，實(shí)現(xiàn)測量數(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

3、系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了裝置在掃描過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