研究背景。将泵浦激光束聚焦在样品表面，形成一个高斯形状的热源，而探针激光束聚焦在同一点，测量反射率的变化。对于微小的温度变化，反射率的变化与附加屈光度系数的表面温度的变化成正比。样品通常涂有一层较薄的金属传感层(如100铝膜或金膜)。TDTR和FDTR是非接触式光泵-探针技术，其中一束光（泵浦光）作为热源，而第二束光（探测光）通过表面反射率的变化来检测由此产生的温度变化，如图1中所示。通常，探测光会选用传感层金属的热反射系数绝对值较高的波长，而泵浦光选用传感层吸收系数较高的波长，以保证在同样的光功率和光功率密度下更大的样品反射率幅度变化，如铝膜传感层选用800nm的探测光和400nm的泵浦光； ...
光纤预制棒制造工艺简介前言：制备光纤预制棒，即是将经过提纯的原材料制成一根其内芯与外包层折射指数分布与最终拉制出光纤芯、包层折射指数分布相同的圆柱棒，通常称为“预制棒”或“光棒”。预制棒的制造是光纤制造的核心技术，因而其制造技术的水平也就代表了光纤制造技术的水平。纯的熔石英具有单一的折射率，其光谱折射率的分布是从0.55um处的1.460到1.81um处的1.444。为了制备具有高折射率棒芯（n1）和低折射率包层（n2）预制棒，必须通过“掺杂”，即在石英中掺以适当的掺杂剂，如二氧化锗（GeO2）或五氧化二磷（P2O5），制成高折射率的棒芯，而以纯石英材料为低折射率的包层；也可以在石英中掺入折射 ...
激光器, 即泵浦和斯托克斯(图1), 以相干地激发分子的振动。为了从嘈杂的背景中捕捉到非常小的SRS信号, 高频调制和相敏检测方法是必要的。图1:检测到由于SRS导致的Stokes到泵浦光束的振幅调制转移。所展示的泵浦光束的重复率为80MHz，Stokes光束具有相同的80MHz重复率，但也在20MHz处调制。通过这个检测方案，Δpump被提取出来。为了进行实时双色SRS成像实验, 研究人员必须运用正交调制并检测同相和正交信号分量。“在大多数SRS光谱实验中, 由于激光器总带宽的限制, 光谱范围被限制在300 cm-1左右,”华盛顿大学化学助理教授Dan Fu博士说到。“避免这种情况的一种方法 ...
光谱型椭偏仪的校准（一）-椭偏仪校准思路在分立器件和集成电路的制造过程中常用到各种不同的薄膜，如热氧化膜 (二氧化硅Si〇2薄膜）尧电介质膜 (Si3N4薄膜)等。薄膜厚度是一个重要的参数，对各种薄膜厚度参数的精确、快速测定和控制，是保证器件质量、提高生产效率的重要手段。光谱型椭偏仪是半导体和微电子领域使用广泛的薄膜厚度测量仪器。为了保证光谱型椭偏仪测量结果的准确可靠，通常会使用薄膜厚度已知的膜厚标准样片对椭偏仪的薄膜厚度测量能力进行校准。一般情况下膜厚标准样片的衬底材料为硅，薄膜材料为热氧化生长的二氧化硅。由光谱型椭偏仪测量原理可知：椭偏仪在测量薄膜厚度时，得到的直接测量量为椭偏角（和），薄 ...
光谱型椭偏仪的校准（二）-椭偏仪的基本原理针对光谱型椭偏仪校准结果受测量模型影响大的问题进行研究，提出一种不受测量模型影响的校准方法，即 通过校准椭偏角实现光谱型椭偏仪的校准。依据椭偏仪测量原理，通过仿真分析确定实现较大范围内椭偏角校准所需标准样片的薄膜厚度量值，并采用半导体热氧化工艺制备出性能稳定的膜厚标准样片。椭偏仪是利用椭圆偏振术对透明薄膜进行无损测量的一种仪器，它是利用偏振光在薄膜上下表面的反射，通过菲涅耳公式得到光学参数和偏振态之间的关系来确定光学薄膜折射率和厚度。因其准确度高且为非破坏性测量，是测量光学薄膜折射率和厚度zui常用的一种测量仪器。椭圆偏振术的数学模型为式中:— 偏振角 ...
光谱型椭偏仪的校准（三）-空气测量法空气测量法只需要验证光谱型椭偏仪测量得到的椭偏角是否与理论值相同即可验证其椭偏角的测量准确度，使用可变角度椭偏仪进行验证，实验结果如下图所示。椭偏角 和Δ的偏差不超过±0.1°，与理论分析结果吻合良好。(a)椭偏角验证结果 (b)椭偏角Δ验证结果但是，由于不是所有光谱型椭偏仪的入射角度是可变的，直接测量空气的方法具有一定的局限性。为了适用于入射角度不能改变的光谱型椭偏仪椭偏角的校准，可以应用改进的空气测量法:使用上下表面平行度好且材质均勻的透明材料作为标准对椭偏角的准确度进行验证。如下图所示使用平行平晶对椭偏仪的椭偏角进行验证。此时，按照斯涅尔定律和折射定律 ...
光谱型椭偏仪的校准（四）-样片测量法我们之前使用的空气测量法是使用空气和平行平晶作为标准，对椭偏仪特定椭偏角的测量结果进行验证，但是这并不能保证椭偏角在全范围内的量值准确可靠。基于以上分析，有必要给出一种更为完善的椭偏角校准方法，以保证光谱型椭偏仪椭偏角在较大范围内测量结果的准确可靠，我们称他为样片测量法。根据椭偏仪测量流程可知，首先需要测量被测样品得到椭偏角参数，然后建立测量模型通过拟合的方式得到薄膜的厚度。对于光谱型椭偏仪而言，不同材料、不同薄膜厚度的样片，对应的椭偏参数是不相同的。假定被测样品材料固定，则椭偏角和薄膜厚度建立了对应的关系，使用不同厚度的薄膜样片就可以实现椭偏角的校准，测量 ...
，是一种激光泵浦探测法，通过测量泵浦光在样品上生成的温度场来测定样品的面内热导率；通过另一束探测光束探测在样品处的微小反射率变反应出样品处的温度场，随着泵浦与探测光在样品上的焦点分离距离的增加，探针位置温度场的相位滞后增大，振幅也迅速减小。图1：SDTR的相位扫描曲线示意图(1kHz、10kHz、50kHz三种频率下的相位)在扫描中心附近，相位分布主要由泵浦光束和探针光束的有限尺寸决定，但随着扫描距离增大，相位曲线变成线性的，并且其斜率与薄膜和衬底的热导率和扩散率有关。图2：SDTR的相位(a)和振幅扫描曲线(b)示意图(图中数据为Ti/Si样品)图2(a)和2(b)所示分别为整个扫描范围内的 ...
机械延迟线的泵浦探测测量相比，可以获得更快速和更长距离的扫描。高更新速率是重要的先jin性能，因为它们能够实现实时材料检查和无标记成像。基于光频梳的传感技术的一个关键参数是光源可覆盖的波长范围。许多强的光谱特征位于近红外波长范围之外，这意味着必须将已经成熟的在这一波长范围内工作的激光技术与频率转换方案相结合。例如，zui近的研究使用差频发生、光参量振荡和光整流等技术，成功地扩展了可探测的波长范围，包括分子的功能团区域（3至5微米）和分子指纹区域（5至20微米）。光整流的一个特殊情况是太赫兹辐射（0.1到10THz）的产生，由于高效光电导天线的进展，在zui近几年中太赫兹辐射得到了广泛关注。TH ...
光谱型椭偏仪的校准（六）-样片的均匀性考核样片的均匀性考核实验膜厚标准样片作为一种标准物质，其测量区域均匀性和稳定性一定要好。在样片制备完成后，我们需要使用3台同型号的光谱型椭偏仪对其测量区域的均匀性和稳定性进行了考核，取这3台仪器测量结果的平均值来作为考核结果。为确保量值准确可溯源，使用相同标称厚度的膜厚标准样片作为标准，光谱型椭偏仪作为比较仪，采用比对测量的方式对制备样片的厚度进行测量，测量结果按照下式进行处理。式中:Tvlsi — VLSI标准样片证书上给出的样片厚度量值；tVLSI13 — 13所测量得到的VLSI标准样片的量值；tCETC13 — 未修正的13所膜厚样片的测量值；tc ...
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