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基于FDTD的高深宽比沟槽结构低相干显微干涉信号仿真分析
被引量：
3
1
作者
赵雨晴
高志山
+3 位作者
袁群
马剑秋
孙一峰
郭珍艳
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期124-136,共13页
低相干垂直扫描干涉技术是微结构形貌特征参数无损检测的有效手段。但当微结构的沟槽深宽比高于5∶1时,遮挡效应以及阶跃边缘复杂的衍射效应会导致本应仅包含一个包络的垂直扫描测量干涉信号异常,形成两个甚至多个包络,继而影响形貌检...
低相干垂直扫描干涉技术是微结构形貌特征参数无损检测的有效手段。但当微结构的沟槽深宽比高于5∶1时,遮挡效应以及阶跃边缘复杂的衍射效应会导致本应仅包含一个包络的垂直扫描测量干涉信号异常,形成两个甚至多个包络,继而影响形貌检测结果。本文解析低相干垂直扫描干涉的测量过程,采用时域有限差分法对低相干显微干涉测量系统的显微成像、相干扫描测量过程进行数值仿真,计算待测微结构表面返回场及显微成像后的像面干涉场,得到低相干显微干涉信号。分别仿真了深宽比为5∶1、80∶3的硅基沟槽微结构的干涉信号,并与实验室自研的Linnik型低相干垂直扫描干涉系统对沟槽微结构的检测信号进行对比,匹配其高深宽比沟槽结构干涉信号的双包络及幅频双峰性的特征,验证所提方法的准确性。该仿真方法可应用于实测前对被测结构低相干显微干涉信号的先验性仿真计算,通过提前分析信号特征,为形貌复原算法的选取及改进指引优化方向。
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关键词
时域有限差分
光场传输
低
相干
垂直扫描
干涉
高深宽比沟槽结构
低相干显微干涉
信号
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职称材料
基于近远场结合的微结构调制像差仿真
2
作者
鲍帅
高志山
+5 位作者
霍霄
刘秋言
乔文佑
杨文卓
袁群
郭珍艳
《光学精密工程》
北大核心
2025年第5期716-727,共12页
基于光学成像原理的低相干显微干涉能够有效重建微结构表面的三维形貌,然而在测量高深宽比结构底部形貌的过程中探测光会受到结构调制产生波前畸变,导致测量失败。通过仿真计算能够得到微结构的像差调制规律,为其像差校正和补偿提供先...
基于光学成像原理的低相干显微干涉能够有效重建微结构表面的三维形貌,然而在测量高深宽比结构底部形貌的过程中探测光会受到结构调制产生波前畸变,导致测量失败。通过仿真计算能够得到微结构的像差调制规律,为其像差校正和补偿提供先验值。基于矢量衍射的电磁仿真方法能够准确地描述高深宽比微结构带来的复杂非线性调制,但此类方法数据量大、计算效率低,难以建立有效的三维仿真模型。针对该问题,提出一种近远场结合的像差仿真方法,以提高仿真的计算效率。采用基于全波模拟的时域有限差分法计算三维仿真中高深宽比微结构对探测光场的调制过程,得到经微结构调制后的探测光的近场分布,再通过带限缩放角谱法将探测光的近场分布传递至远场,实现调制像差的计算。通过实验装置测量了不同样品的调制像差验证了本文方法的准确性,同时仿真结果表明,在同等仿真精度下本文所提方法使计算速度提高了1倍以上。
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关键词
低相干显微干涉
样品调制像差
时域有限差分
带限缩放角谱
高深宽比
微
结构
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职称材料
题名
基于FDTD的高深宽比沟槽结构低相干显微干涉信号仿真分析
被引量：
3
1
作者
赵雨晴
高志山
袁群
马剑秋
孙一峰
郭珍艳
机构
南京理工大学电子工程与光电技术学院
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期124-136,共13页
基金
国家重点研发计划(No.2019YFB2005500)
国家自然科学基金(Nos.62175107,U1931120)
+2 种基金
江苏省六大人才高峰项目(No.RJFW-019)
中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室基金(No.KLOMT190201)
上海在线检测与控制技术重点实验室基金(No.ZX2021102)。
文摘
低相干垂直扫描干涉技术是微结构形貌特征参数无损检测的有效手段。但当微结构的沟槽深宽比高于5∶1时,遮挡效应以及阶跃边缘复杂的衍射效应会导致本应仅包含一个包络的垂直扫描测量干涉信号异常,形成两个甚至多个包络,继而影响形貌检测结果。本文解析低相干垂直扫描干涉的测量过程,采用时域有限差分法对低相干显微干涉测量系统的显微成像、相干扫描测量过程进行数值仿真,计算待测微结构表面返回场及显微成像后的像面干涉场,得到低相干显微干涉信号。分别仿真了深宽比为5∶1、80∶3的硅基沟槽微结构的干涉信号,并与实验室自研的Linnik型低相干垂直扫描干涉系统对沟槽微结构的检测信号进行对比,匹配其高深宽比沟槽结构干涉信号的双包络及幅频双峰性的特征,验证所提方法的准确性。该仿真方法可应用于实测前对被测结构低相干显微干涉信号的先验性仿真计算,通过提前分析信号特征,为形貌复原算法的选取及改进指引优化方向。
关键词
时域有限差分
光场传输
低
相干
垂直扫描
干涉
高深宽比沟槽结构
低相干显微干涉
信号
Keywords
Finite difference time domain
Light field transmission
Low coherence vertical scanning interference
Groove structure with high aspect ratio
Low coherent microscopic interference signal
分类号
TH741 [机械工程—光学工程]
TN247 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于近远场结合的微结构调制像差仿真
2
作者
鲍帅
高志山
霍霄
刘秋言
乔文佑
杨文卓
袁群
郭珍艳
机构
南京理工大学电子工程与光电技术学院
出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第5期716-727,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.62327814,No.62175107,No.62205148)
国家重点研发计划资助项目(No.2022YFF0706302,No.2023YFF0720601)
江苏省高校青蓝工程。
文摘
基于光学成像原理的低相干显微干涉能够有效重建微结构表面的三维形貌,然而在测量高深宽比结构底部形貌的过程中探测光会受到结构调制产生波前畸变,导致测量失败。通过仿真计算能够得到微结构的像差调制规律,为其像差校正和补偿提供先验值。基于矢量衍射的电磁仿真方法能够准确地描述高深宽比微结构带来的复杂非线性调制,但此类方法数据量大、计算效率低,难以建立有效的三维仿真模型。针对该问题,提出一种近远场结合的像差仿真方法,以提高仿真的计算效率。采用基于全波模拟的时域有限差分法计算三维仿真中高深宽比微结构对探测光场的调制过程,得到经微结构调制后的探测光的近场分布,再通过带限缩放角谱法将探测光的近场分布传递至远场,实现调制像差的计算。通过实验装置测量了不同样品的调制像差验证了本文方法的准确性,同时仿真结果表明,在同等仿真精度下本文所提方法使计算速度提高了1倍以上。
关键词
低相干显微干涉
样品调制像差
时域有限差分
带限缩放角谱
高深宽比
微
结构
Keywords
coherence scanning interferometry
sample induced aberration
finite difference time domain
band-limit scaling angular spectrum
microstructure with high aspect ratio
分类号
O436.1 [机械工程—光学工程]
TH741 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于FDTD的高深宽比沟槽结构低相干显微干涉信号仿真分析
赵雨晴
高志山
袁群
马剑秋
孙一峰
郭珍艳
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于近远场结合的微结构调制像差仿真
鲍帅
高志山
霍霄
刘秋言
乔文佑
杨文卓
袁群
郭珍艳
《光学精密工程》
北大核心
2025
0
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