一种广义椭偏仪的同步控制系统技术方案

本发明专利技术属于广义椭偏仪的控制技术，具体为一种广义椭偏仪的同步控制系统。该同步控制系统至少包括：第一、第二中空伺服电机及其内置的增量式编码器、伺服电机控制器、两个补偿器、光谱仪、计算机和单片机。其中伺服电机控制器、光谱仪分别与计算机通过USB端口连接，单片机通过串口与计算机相连，同时单片机对应引脚又分别与两中空伺服电机编码器Z向信号线和光谱仪I/O口连接。光谱仪识别到高电平并在高电平持续时间内完成光谱数据采集；根据计时器返回时间就可以计算出光谱仪开始采集时刻两补偿器光轴的位置。该方法可以精确控制并计算出光谱仪开始采集时刻两中空伺服电机中补偿器光轴的位置，装置简易，操作简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及广义椭偏仪的控制技术，尤其涉及双旋转补偿器广义椭偏仪的同步控制系统。
技术介绍
在基于光学原理的半导体纳米结构特征尺寸测量领域中，椭偏仪是一种最为常见的特征尺寸测量设备。它是一种利用光的偏振特性获取待测样品信息的通用光学测量仪器。其基本原理是通过起偏器将特殊的椭圆偏振光投射到待测样品表面，通过测量待测样品的反射光(或透射光)，以获得偏振光在反射(或透射)前后的偏振状态变化(包括振幅比和相位差)，进而从中提取出待测样品的信息。美国宾夕法尼亚州立大学的柯林斯等人(R.ff.Collins et al.，J.0pt.Soc.Am.A, Vol.16，pp.1997-2006，1999)提出 了双旋转补偿器型广义椭偏仪测量方法，此种椭偏仪结构中采用两个旋转的补偿器来实现偏振光的相位的调制和解调。在实际测量过程中，它可测量光谱范围广，对环境温度稳定性要求低，且测量速度快。同时它可以在一次测量中获得待测样件的归一化的4X4阶穆勒矩阵共15个参数，而不需要改变测量系统配置。因而在半导体纳米结构特征尺寸测量中有着广泛的应用。在双旋转补偿器型广义椭偏仪系统中，两个补偿器是核心部件，它是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广义椭偏仪的同步控制系统，其特征在于，它包括计算机、光谱仪、伺服电机控制器、第一增量式编码器、第二增量式编码器、第一补偿器、第一中空伺服电机、第二中空伺服电机、第二补偿器和单片机；第一中空伺服电机、第二中空伺服电机转速不同，第一增量式编码器设置在第一中空伺服电机内，第二增量式编码器设置在第二中空伺服电机内；第一补偿器安装在第一中空伺服电机端面上，第二补偿器安装在第二中空伺服电机端面上；第一中空伺服电机和第二中空伺服电机均通过伺服电机控制器与计算机相连；第一中空伺服电机内部的第一增量式编码器的Z向信号线引出后连接单片机的第一中断口上，第二中空伺服电机内部的第二增量式编码器的Z向信号线引出后连...

【技术特征摘要】
1.一种广义椭偏仪的同步控制系统，其特征在于，它包括计算机、光谱仪、伺服电机控制器、第一增量式编码器、第二增量式编码器、第一补偿器、第一中空伺服电机、第二中空伺服电机、第二补偿器和单片机； 第一中空伺服电机、第二中空伺服电机转速不同，第一增量式编码器设置在第一中空伺服电机内，第二增量式编码器设置在第二中空伺服电机内； 第一补偿器安装在第一中空伺服电机端面上，第二补偿器安装在第二中空伺服电机端面上；第一中空伺服电机和第二中空伺服电机均通过伺服电机控制器与计算机相连；第一中空伺服电机内部的第一增量式编码器的Z向信号线引出后连接单片机的第一中断口上，第二中空伺服电机内部的第二增量式编码器的Z向信号线引出后连接到单片机；单片机与计算机电连接；光谱仪分别与计算机及单片机电连接； 计算机用于控制光谱仪和单片机的工作，并通过伺服电机驱动器控制第一、第二中空伺服电机的同步运动；同时根据单片机的返回时间和第一、第二中空伺服电机的运动参数，计算出光谱仪采集初始时刻两补偿器光轴的位置； 单片机用于捕捉并比较第一、第二增量式编码器的Z向信号，使得单片机先接收第一中空伺服电机的信号，并在 设定时间内接收第二中空伺服电机的信号，再触发光谱仪采集光谱数据，还向计算机返回其内部计时器时间。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世元，杜卫超，张传维，陈修国，陈锦，谷洪刚，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：