一種紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置。該裝置包括長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作激光光源、等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊、垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)、焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng)以及反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元。主要利用菲涅爾雙棱鏡在高精度互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體光電元件陣列上所成干涉圖樣的位置偏移度進(jìn)行相關(guān)光具的位置校準(zhǔn)，同時(shí)利用電荷耦合元件激光測(cè)試陣列完成精確度可達(dá)微米量級(jí)的光斑尺寸測(cè)定。該裝置具有高穩(wěn)定性、高靈敏度、高自動(dòng)化等特點(diǎn)，是研究包括大面積紅外探測(cè)器面陣材料在內(nèi)的窄禁帶半導(dǎo)體的有效技術(shù)保障。
【專利說(shuō)明】一種紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本專利涉及一種紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置。該裝置包括可具備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的校準(zhǔn)(泵浦)光源、等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊、垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)、焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng)以及反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元。實(shí)現(xiàn)特別是紅外波段光致發(fā)光二維空間分辨掃描成像所亟需的快速、精確、穩(wěn)定的自動(dòng)化定位校準(zhǔn)光路系統(tǒng)，并可進(jìn)一步結(jié)合調(diào)制技術(shù)對(duì)紅外波段材料器件的光致發(fā)光特性進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)材料平面內(nèi)參數(shù)(如組分分布、雜質(zhì)與缺陷特征、輻射復(fù)合與非輻射復(fù)合占比)進(jìn)行表征與研究。

【背景技術(shù)】
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[0002]光致發(fā)光(Photoluminescence，PL)光譜作為一種無(wú)損檢測(cè)的常用有效手段，廣泛應(yīng)用于各類半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)缺陷等研究。針對(duì)包括II1-V族等寬禁帶半導(dǎo)體材料的二維空間分辨與平面成像的實(shí)際需求，基于單色儀和線列或面陣探測(cè)器的空間分辨(微區(qū))和成像的PL光譜技術(shù)得以快速發(fā)展，并用以研究材料在空間上的能帶結(jié)構(gòu)差異、雜質(zhì)與缺陷分布，從而對(duì)光電器件的研發(fā)發(fā)揮了推動(dòng)作用。
[0003]然而，對(duì)于中長(zhǎng)紅外(4?20 μπι)波段，室溫背景輻射干擾、探測(cè)器響應(yīng)率降低、材料發(fā)光強(qiáng)度下降以及傳統(tǒng)單色儀自身性能的局限，使得傳統(tǒng)的PL光譜手段很難得到良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。近期發(fā)展的一種基于步進(jìn)掃描傅里葉變換紅外光譜儀的調(diào)制光致發(fā)光測(cè)量手段在中長(zhǎng)紅外波段具有高靈敏、高分辨、高信噪比等優(yōu)勢(shì)，一定程度上克服了上述難題。但是，相應(yīng)波段的空間分辨與成像PL光譜至今仍是技術(shù)禁區(qū)。由于中長(zhǎng)紅外波段弱信號(hào)、低響應(yīng)、高噪聲的客觀事實(shí)，二維空間分辨成像PL光譜測(cè)試的主要難點(diǎn)就集中到了構(gòu)建長(zhǎng)時(shí)間高穩(wěn)定、強(qiáng)聚焦的測(cè)試光路系統(tǒng)以及快速便捷的樣品空間校準(zhǔn)與定位裝置。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有空間分辨光譜技術(shù)在紅外波段的局限與空白，我們公開(kāi)一種紅外調(diào)制光致發(fā)光二維空間分辨與成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置。具體地，利用經(jīng)樣品反射后通過(guò)菲涅爾雙棱鏡反映到互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列上的干涉圖樣信號(hào)以及電荷耦合元件(Charge-coupled Device, CCD)激光測(cè)量陣列所得光斑尺寸信號(hào),分別對(duì)樣品表面與主光軸上的激光聚焦位置進(jìn)行定位與校準(zhǔn)，快速、精確地完成光路校準(zhǔn)以及長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定和修正，以幫助實(shí)現(xiàn)紅外波段的二維空間分辨與掃描成像調(diào)制PL光譜測(cè)試。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本專利的主要內(nèi)容是基于菲涅爾雙棱鏡干涉原理與CCD陣列感光測(cè)試分別實(shí)現(xiàn)樣品位置在垂直與平行主光軸的校準(zhǔn)調(diào)試，以保證進(jìn)一步的二維空間分辨與掃描成像的紅外調(diào)制PL光譜實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
[0006]搭建此紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置的關(guān)鍵技術(shù)主要包括:各類光學(xué)元件的搭配與共軸調(diào)節(jié)、激光的穩(wěn)定強(qiáng)聚焦與樣品的焦點(diǎn)定位、樣品表面與焦平面的重合校準(zhǔn)、光電信號(hào)傳輸與同步反饋等。該裝置主要部件包括長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作激光光源1、等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊2、垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)3、焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng)4以及反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元5，其中:
[0007]所述的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作激光光源I由激光器和激光功率、方向控制器組成，激光器的波長(zhǎng)短于I微米，激光功率0.05?200mW連續(xù)穩(wěn)定可調(diào)；
[0008]所述的等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊2包括共軸光路定位光闌201，長(zhǎng)焦匯聚透鏡組202，長(zhǎng)焦匯聚透鏡組202的焦距不小于160毫米，球差不大于20微米；
[0009]所述的垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)3包括二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301，二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302，同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元303，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)304 ;二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡，需要升降操作可復(fù)原，可旋轉(zhuǎn)角度不小于180°，菲涅爾雙棱鏡成像中兩虛光源間距不低于3毫米，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)感光面積不小于1mmX 1mm,單個(gè)元件不大于30 μ mX30 μ m,具備數(shù)模放大電路,波段覆蓋300nm?1050nm ；
[0010]所述的焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng)4包括分束器401，電荷耦合元件激光測(cè)試陣列402，五維傳動(dòng)控制裝置403 ;電荷耦合元件激光測(cè)試陣列感光面積不小于5mmX5mm，光敏元不大于15 μ mX 15 μ m，波段覆蓋300nm?1050nm，其中400nm?800nm量子效率不低于30% ；
[0011]所述的反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元5包括杜瓦平臺(tái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列304信號(hào)和電荷稱合兀件激光測(cè)試陣列402信號(hào)傳輸分析模板；
[0012]所述的同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元303與五維傳動(dòng)控制裝置403由數(shù)控電動(dòng)微調(diào)，微調(diào)步距優(yōu)于0.5微米；
[0013]由長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作激光光源I產(chǎn)生穩(wěn)定的校準(zhǔn)激光，通過(guò)共軸光路定位光闌201后經(jīng)長(zhǎng)焦匯聚透鏡組202，匯聚后的光斑先后經(jīng)二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302，產(chǎn)生干涉圖樣，經(jīng)過(guò)分束器401后，一路引入校準(zhǔn)樣品表面，另一路入射至互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)304 ;同時(shí)，校準(zhǔn)樣品表面的反射光也由分束器401分束，一部分反射至電荷耦合元件激光測(cè)試陣列402，另一部分透射至互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)304成像；校準(zhǔn)過(guò)程中，同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元303同步控制二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302的高度與旋轉(zhuǎn)角度，五維傳動(dòng)控制裝置403控制校準(zhǔn)樣品調(diào)節(jié)架與電荷耦合元件激光測(cè)試陣列402同步移動(dòng)，反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元5用以統(tǒng)一分析處理互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列圖像、電荷耦合元件激光測(cè)試陣列信息，并反饋至五維傳動(dòng)控制裝置403以進(jìn)行樣品平面垂直光軸與校準(zhǔn)樣品到聚焦平面距離的自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)共軸信號(hào)收集、后期掃描激發(fā)光斑位置精確可控、光斑大小與功率密度維持恒定等功能，長(zhǎng)時(shí)間保證空間二維掃描成像光致發(fā)光光譜測(cè)量的能量、強(qiáng)度、空間等多參數(shù)可靠性。
[0014]校準(zhǔn)步驟包括:
[0015]1.校準(zhǔn)光路的光軸標(biāo)定
[0016]將長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的激光光源調(diào)節(jié)為水平方向傳播，共軸光路定位光闌201位置，確定其直徑R1，調(diào)節(jié)分束器401位置與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)304位置，使激光光斑落在陣列中心位置，記錄并設(shè)為陣列坐標(biāo)零點(diǎn)。
[0017]2.光學(xué)元件的共軸調(diào)節(jié)
[0018]二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301，旋轉(zhuǎn)至豎直，令校準(zhǔn)激光通過(guò)，并進(jìn)一步將二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302升起并旋轉(zhuǎn)至豎直方向，調(diào)節(jié)零級(jí)干涉條紋重合于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)304縱坐標(biāo)軸線，利用同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元303同步旋轉(zhuǎn)二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302，保證所有零級(jí)干涉條紋通過(guò)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)304坐標(biāo)零點(diǎn)，完成二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302的共軸調(diào)節(jié)。
[0019]3.樣品平面垂直光軸校準(zhǔn)
[0020]將樣品杜瓦置于大負(fù)重微米級(jí)五軸機(jī)械調(diào)節(jié)架上，樣品待測(cè)表面盡量豎直，正對(duì)入射激光，觀察二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301豎直的像經(jīng)待測(cè)樣品表面反射后通過(guò)可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)304上所成干涉圖樣，豎直方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)樣品架，調(diào)節(jié)零級(jí)干涉條紋重合于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)304縱坐標(biāo)(X)軸線。進(jìn)一步使用同步旋轉(zhuǎn)控制單元調(diào)整二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301與可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302至水平(Y)方向，同樣調(diào)節(jié)樣品表面方向，最終實(shí)現(xiàn)樣品表面垂直于主光軸。
[0021]4.電荷耦合元件(CCD)激光測(cè)試陣列與樣品架標(biāo)尺的同步
[0022]降下二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301與可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302，加入長(zhǎng)焦匯聚透鏡組202，利用步驟2中相同原理校準(zhǔn)其主光軸。并在電荷耦合元件(CXD)激光測(cè)試陣列402傳動(dòng)架和樣品傳動(dòng)架沿主光軸方向(Z)分別放置兩平面鏡，調(diào)節(jié)其光軸上的位置，使得兩個(gè)反射光斑在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)304上的信號(hào)基本一致，記兩平面鏡主軸方向位置為零點(diǎn)，取下平面鏡，將電荷耦合元件(CCD)激光測(cè)試陣列402與樣品表面位置置于零點(diǎn)。
[0023]5.調(diào)節(jié)匯聚光斑大小與激發(fā)光功率密度
[0024]利用五維傳動(dòng)控制裝置403移動(dòng)電荷耦合元件(CXD)激光測(cè)試陣列402，測(cè)量陣列上光斑大小，取適當(dāng)大小光斑直徑民，記錄主軸方向(Z)移動(dòng)距離d，并將樣品架移動(dòng)相同距離。當(dāng)后續(xù)測(cè)試中泵浦光源功率密度為P !時(shí)，樣品表面激光功率密度P 2 = R12P /R22O
[0025]根據(jù)上述內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，本專利能夠高效率、高精度、高穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于窄禁帶半導(dǎo)體二維空間分辨的紅外調(diào)制光致發(fā)光測(cè)試的光路構(gòu)建、校準(zhǔn)與定位。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理明確、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，非常適用于大面積紅外面陣探測(cè)器材料的面內(nèi)空間均勻性檢測(cè)。
[0026]本專利優(yōu)點(diǎn)是:
[0027]I經(jīng)由激光輔助校準(zhǔn)各個(gè)光學(xué)元件的位置，提高元件共軸調(diào)節(jié)的精度，為樣品位置與方向的精確定位提供保障；
[0028]2通過(guò)CXD陣列可以精確地反映樣品表面的激發(fā)光斑情況，有效地檢驗(yàn)和控制匯聚光束焦點(diǎn)與樣品的相對(duì)位置，以保證空間分辨PL光譜激發(fā)強(qiáng)度在多次測(cè)量中的可比性；
[0029]3利用狹縫與菲涅爾雙棱鏡的干涉圖成像原理的平行校準(zhǔn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)紅外波段的激發(fā)光方向與功率密度精度的嚴(yán)格控制，保證樣品不同空間位置上PL特征強(qiáng)度比能夠準(zhǔn)確反應(yīng)相關(guān)輻射復(fù)合過(guò)程態(tài)密度之比；
[0030]4采用包括CXD陣列、CMOS陣列以及各類電控機(jī)械調(diào)節(jié)裝置，并有效地集成到反饋控制單元上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、自動(dòng)化程度高的電控校準(zhǔn)系統(tǒng)；
[0031]5基于前述優(yōu)點(diǎn)，本專利有效解決二維空間分辨掃描系統(tǒng)光路的高精度調(diào)節(jié)與校正的問(wèn)題，顯著提高光路的精確性與穩(wěn)定性，使得紅外波段的二維空間分辨測(cè)試成為可能。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0032]圖1中給出了可實(shí)現(xiàn)二維空間分辨與掃描成像調(diào)制PL測(cè)量的二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置示意圖。其中:
[0033]I為長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的激光光源由激光器、激光功率、方向控制器組成。在具體的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中，可同時(shí)作為校準(zhǔn)光源與光致發(fā)光泵浦光源使用；
[0034]2為等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊，包括共軸光路定位光闌201，長(zhǎng)焦匯聚透鏡組202 ；透鏡組可將激光光斑縮小至30 μ m的尺度，且可沿主光軸平移；
[0035]3為垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫301，二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡302，同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元303，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)304 ；
[0036]4為焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括分束器401，電荷耦合元件CXD激光測(cè)試陣列402，五維傳動(dòng)控制裝置403 ;五維傳動(dòng)控制裝置403要求實(shí)現(xiàn)分束器到待測(cè)樣品位置與CCD激光測(cè)試陣列的等距，以保證校準(zhǔn)與后期實(shí)驗(yàn)過(guò)程中CCD陣列與樣品表面激光激發(fā)情形一致；
[0037]5為反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元。

【具體實(shí)施方式】
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[0038]根據(jù)專利內(nèi)容的技術(shù)方案構(gòu)建一紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置實(shí)例，具體如下:
[0039]長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的激光光源:
[0040]選用514.5nm気離子激光器，并使用Brockton Electro Optics corp的LPC實(shí)現(xiàn)對(duì)激光功率的控制和方向的穩(wěn)定；
[0041 ] 等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊:
[0042]長(zhǎng)焦匯聚透鏡組使用索雷柏提供的氟化鈣雙凸透鏡與平凹透鏡組合，鏡組直徑為1/2英寸,等效焦距25mm ；
[0043]垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng):
[0044]菲涅爾雙棱鏡虛光源間距選擇1.6mm，使用經(jīng)改裝的卓立漢光生產(chǎn)的偏振調(diào)節(jié)支架支持狹縫與雙棱鏡，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件(CMOS)陣列成像系統(tǒng)選擇索雷柏Customer Inspired 高靈敏度 USB 2.0 CMOS 相機(jī)(1280X1024)；
[0045]焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng):
[0046]大型五維調(diào)節(jié)平臺(tái)選擇最大負(fù)重50kg,調(diào)節(jié)精度1.0um ；電荷稱合元件((XD)激光測(cè)試陣列選擇 Synapse 2048X512, front-1lluminated UV-coated CCD Detector。像兀尺寸 13.5 μ m,成像面積 27.6mm X 6.9mm。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置，它包括長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作激光光源(I)、等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊(2)、垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)(3)、焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng)(4)以及反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元(5)，其特征在于: 所述的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作激光光源(I)由激光器和激光功率、方向控制器組成，激光器的波長(zhǎng)短于I微米，激光功率在0.05?200mW之間連續(xù)穩(wěn)定可調(diào)； 所述的等距長(zhǎng)焦距光聚焦模塊(2)包括共軸光路定位光闌(201)，長(zhǎng)焦匯聚透鏡組(202)，長(zhǎng)焦匯聚透鏡組(202)的焦距不小于160毫米，球差不大于20微米； 所述的垂直光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)(3)包括二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫(301)，二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡(302)，同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元(303)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)(304) ;二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡，需要升降可復(fù)位，可旋轉(zhuǎn)角度不小于180°，菲涅爾雙棱鏡成像中兩虛光源間距不低于3毫米，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)感光面積不小于1mmX 1mm,單個(gè)元件不大于30 μ mX30 μ m,具備數(shù)模放大電路，波段覆蓋300nm?1050nm ； 所述的焦平面校準(zhǔn)系統(tǒng)(4)包括分束器(401)，電荷耦合元件激光測(cè)試陣列(402)，五維傳動(dòng)控制裝置(403);電荷稱合元件激光測(cè)試陣列感光面積不小于5_X 5mm,光敏元不大于15 μ mX 15 μ m,波段覆蓋300nm?1050nm，其中400nm?800nm波段的量子效率不低于 30% ； 所述的反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元(5)包括杜瓦平臺(tái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列(304)信號(hào)和電荷I禹合兀件激光測(cè)試陣列(402)信號(hào)傳輸分析模板； 由長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作激光光源(I)產(chǎn)生穩(wěn)定的校準(zhǔn)激光，通過(guò)共軸光路定位光闌(201)后經(jīng)長(zhǎng)焦匯聚透鏡組(202)，匯聚后的光斑先后經(jīng)二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫(301)與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡(302)，產(chǎn)生干涉圖樣，經(jīng)過(guò)分束器(401)后，一路引入校準(zhǔn)樣品表面，另一路入射至互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)(304);同時(shí)，校準(zhǔn)樣品表面的反射光也由分束器(401)分束，一部分反射至電荷耦合元件激光測(cè)試陣列(402)，另一部分透射至互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列成像系統(tǒng)(304)成像；校準(zhǔn)過(guò)程中，同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元(303)同步控制二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)狹縫(301)與二維平面可升降、自由旋轉(zhuǎn)菲涅爾雙棱鏡(302)的高度與旋轉(zhuǎn)角度，五維傳動(dòng)控制裝置(403)控制校準(zhǔn)樣品調(diào)節(jié)架與電荷耦合元件激光測(cè)試陣列(402)同步移動(dòng)，反饋?zhàn)孕?zhǔn)控制單元(5)用以統(tǒng)一分析處理互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體元件陣列圖像、電荷耦合元件激光測(cè)試陣列信息，并反饋至五維傳動(dòng)控制裝置(403)以進(jìn)行樣品平面垂直光軸與校準(zhǔn)樣品到聚焦平面距離的自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)共軸信號(hào)收集、后期掃描激發(fā)光斑位置精確可控、光斑大小與功率密度維持恒定的功能，長(zhǎng)時(shí)間保證空間二維掃描成像光致發(fā)光光譜測(cè)量的能量、強(qiáng)度、空間參數(shù)的可靠性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外調(diào)制光致發(fā)光二維成像光路自動(dòng)定位校準(zhǔn)裝置，其特征在于:所述的同步升降旋轉(zhuǎn)控制單元(303)與五維傳動(dòng)控制裝置(403)由數(shù)控電動(dòng)微調(diào)，微調(diào)步距優(yōu)于0.5微米。
【文檔編號(hào)】G01N21/63GK204228607SQ201420462922
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】邵軍, 祁鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所