計量型紫外顯微鏡位移溯源及線寬測量技術的研究.pdf

1、針對目前紫外光學顯微鏡的測量值無法直接溯源至國際長度基準SI單位的問題，對中國計量科學研究院正在研制的紫外光學顯微鏡微納線寬標準測量裝置中位移溯源及線寬測量技術進行了研究，實現(xiàn)了該裝置對微納線寬的測量，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，研究了紫外光學顯微鏡微納線寬標準測量裝置的基本原理，詳細介紹了整個裝置的基本硬件結構。采用激光外差干涉法，設計了無阿貝誤差和具有波長補償模塊的激光干涉測量系統(tǒng)，實現(xiàn)裝

2、置掃描過程中的位移測量與溯源。并設計了干涉系統(tǒng)硬件電路，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的高速硬件輸出，最高可以達到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構設計。設計了高性能的硬件電路，實現(xiàn)對光電倍增管輸出信號的放大和濾波，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。同時為了降低電磁干擾，設計了硬件電路屏蔽盒。
　　再者，對裝置信號觸發(fā)與采集

3、系統(tǒng)進行了設計，實現(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、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模塊進行開發(fā)，實現(xiàn)等位移間隔觸發(fā)與采集的同時，具有干涉系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時顯示、掃描歷史記錄、線寬掃描曲線預覽、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)分析等功能。
　　最后，進行了裝置微