1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100039
基于计算全息图（Computer-Generated Hologram，CGH）的非球面检测技术通过控制衍射光相位来生成所需要的参考波前，从而实现非球面的零位检测，近年来，该技术已经发展成为非球面的主流检测技术。对于CGH编码，采用传统编码方法实现高精度编码，其数据量往往高达几十甚至上百GB。因此，为同时确保编码精度高及编码数据量小，本文提出了一种变步长CGH编码方法。该方法首先通过寻找等相位面的方法得到CGH条纹分布，然后通过计算相位分布梯度选取不同的取样步长，使CGH能利用尽可能少的点实现高精度编码。利用变步长搜索的编码方法进行编码并制作了CGH对非球面样品进行检测，检测结果为3.142 nm （RMS）。为验证检测结果可信度，本文设计并制作了补偿器对同一非球面进行检测，其检测结果为3.645 nm （RMS）。对两检测结果点对点做差，RMS值为1.291 nm，结果表明该编码方法可满足非球面高精度检测需求。
计算全息图 计算全息编码 非球面检测 computer-generated hologram CGH encoding aspheric test
1 大连理工大学物理学院,大连 116024
2 大连民族大学物理与材料工程学院,大连 116000
本文通过使用多巴胺二硫代氨基甲酸(DDTC)作为还原剂来控制银纳米颗粒以异相成核的生长模式在金立方表面进行生长,合成出“爆米花”状的金银纳米超结构。这种结构的纳米颗粒在可见光区表现出可调谐的等离子体共振特性,并且通过改变硝酸银的浓度能够精细的调节银层的厚度。此外,使用液液界面自组装技术将纳米颗粒组装成单层膜,然后将结晶紫作为探针分子来研究纳米颗粒的表面增强拉曼散射特性(SERS)和银层厚度之间的依赖关系。并系统的研究了三种激发波长对SERS基底的响应。结果表明“爆米花”状的金银核壳超结构具有可调节的局域表面等离子体共振(LSPR)和SERS特性,在太阳能电池、催化、化学传感等领域具有广阔的应用前景。
Au@Ag核壳超结构 自组装 表面增强拉曼光谱(SERS) 局域表面等离子体共振(LSPR) 可调谐性 Au@Ag Core-shell Superstructures Self-assembly SERS LSPR Tunability
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
为了评估光机结构的长期稳定性，提出了一种偏移量解算的稳定性评估方案。首先进行数学建模，通过敏感矩阵建立了光机结构偏移量与系统波像差变化量的关系式，并给出了基于奇异值分解的偏移量求解方法。然后以微缩投影系统为研究对象，建立了敏感矩阵，在奇异值分解的基础上分析了像差奇异值向量与结构参数奇异值向量的对应关系。通过在实际搭建的微缩投影系统中人为引入偏移量，并与理论解算值进行对比，验证了方案的可行性。最后对系统长期稳定性进行了测试，为后续的结构优化提供了指导。
测量 长期稳定性 敏感矩阵 奇异值分解 激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021203
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
为了测量光学元件多层膜膜厚均匀性指标，基于面形检测对多层膜均匀性测量方法进行了研究。分析了均匀性的测量过程以及影响因素，评估了元件面形检测复现性对测量结果的影响，建立了多层膜结构的有限元模型，计算分析膜层内应力对基底面形带来的影响。基于高复现性面形检测装置进行了测量方法的实验验证工作，实验结果表明：元件面形测量口径范围内膜厚分布均匀性优于0.1 nm[均方根(RMS)值]；将测试结果转化为沿径向的轮廓分布结果，与基于反射率计的膜厚检测数据进行了对比，表明两种方法测试数据基本吻合，验证了基于面形检测方法评估光学元件多层膜均匀性的可行性。
1 云南大学 光电信息材料研究所, 云南 昆明 650091
2 中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司, 重庆 401147
3 南京大学 电子科学与工程学院 固体微结构国家重点实验室, 江苏 南京 210093
4 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
对绝缘层上Si/应变Si1-xGex/Si异质结p-MOSFET电学特性进行二维数值分析, 研究了该器件的阈值电压特性、转移特性、输出特性.模拟结果表明, 随着应变Si1-xGex沟道层中的Ge组分增大, 器件的阈值电压向正方向偏移, 转移特性增强; 当偏置条件一定时, 漏源电流的增长幅度随着Ge组分的增大而减小; 器件的输出特性呈现出较为明显的扭结现象.
应变Si1-xGex沟道 阈值电压 扭结 strained Si1-xGex channel p-MOSFET p-MOSFET threshold-voltage kink
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
研制点衍射干涉仪时,小孔的形貌和装调误差会对衍射波前质量产生影响,故本文研究了采用相位复原对小孔衍射波前质量进行测评的方法。设计并搭建了衍射波前测试装置,对光纤衍射波前进行了测评实验。为了验证测试方法的有效性,分别对采集的衍射图像与重构的衍射图像,以及测试获得的振幅分布与理论计算获得的振幅分布进行了对比。结果显示。采集图像与重构图像之间的差异为0.32%,验证了采用相位复原技术进行衍射波前测试方法的有效性。同时,对干涉方法测量与相位复原结果进行了对比,二者差异仅为0.001 4λ RMS。
光学检测 点衍射干涉仪 相位复原 衍射波前 optical testing point diffraction interferometer phase retrieval diffractive wavefront 光学 精密工程
2014, 22(10): 2639
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
为了保留光纤点衍射干涉仪容易对准以及衍射光束易于控制的优点，同时又能实现大数值孔径(NA)光学系统的检测，设计了一种新型的波面参考源(WRS)，它保留了光纤点衍射和微孔点衍射的优点，可满足大NA极紫外光刻物镜系统波像差检测的要求。本文在分析各种误差的基础上，搭建了WRS原理光路并对WRS的系统误差标定算法进行详细的研究，得到WRS标定时旋转平台的角度公差为0.5°，跳径时偏离系数为0.5%。这一新型WRS误差分析及标定对于实现高精度的检测具有十分重要的意义，最终为实现WRS系统误差标定提供理论基础。
光学检测 点衍射干涉仪 波面参考源 误差研究 公差分析 optical test point diffraction interferometer wavefront reference source(WRS) system error tolerance
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，吉林 长春130033
为了解决主次镜结构的微缩投影系统在计算机辅助装调过程中的补偿器耦合问题，实现补偿器的合理筛选，介绍了一种基于光学系统敏感矩阵奇异值分解的计算机辅助装调算法。建立了微缩投影系统装调模型，针对算法和模型开展了计算机辅助装调实验。用光学软件CODE V建立了光学系统模型，采用零位补偿器检测获得了非球面元件面形；基于灵敏度矩阵的分析结果指导微缩投影系统优化，并将优化后的结构参数作为系统光机结构机械装配和定位的基准。新建立的系统装调模型更接近实际装调过程，能更有效地指导装调，解决了补偿器间的耦合问题，加快了装调过程的收敛。最后，基于自行研发的高精度干涉仪完成了计算机辅助装调实验。 实验显示系统波像差由46.39 nmRMS收敛至20.73 nmRMS，验证了装调算法和模型的准确性。
微缩投影系统 集成装调 计算机辅助装调 敏感度矩阵 奇异值分解 reduced projection system integrated assembly and alignment computer-aided alignment sensitivity matrix singular value decomposition
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
极紫外光刻光学检测通常使用光纤点衍射干涉仪，光纤衍射的圆偏振态光束可以提高干涉条纹的对比度、减小衍射球面波的像散，对于提高检测精度有十分重大意义。用穆勒矩阵分析了相位控制型偏振控制器的工作原理，得到只需两个控制通道就可以调控到圆偏振态的结论。设计了光纤点衍射干涉仪球面参考源的偏振控制系统，并用琼斯矩阵分析了光束经过偏振控制系统后的光强变化，得到光强最小时两个控制通道的控制电压。在理论分析基础上搭建了球面参考源的偏振控制系统，获得了圆偏振态所需的控制电压，并将其输入偏振控制器调控得到圆偏振光，实验结果表明此方法可以在不引入额外误差的同时，快速地实现圆偏振态的调节，并且理论计算与实际的误差不超过7.5%，证明了该方法的可行性。
光学设计 极紫外光刻 光纤点衍射 球面参考源 偏振控制 光学学报
2014, 34(11): 1112001
