基于时频混合调制的高速、宽谱段、高精度广义光谱椭偏技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61805193
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0507.光谱信息学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The Spectroscopic Mueller matrix polarimetry (SMMP) can obtain the spectrum of the full elements in Mueller matrix of the sample with the advantages of non-destructive and high precision, and has wide applications in the field of the measurement of thin films and nanostructures. The existing SMMP is limited by the spectral characteristic and spectral range of the measured Mueller matrix and sensitive to Poisson noise or the wasted time in the measurement. In the paper, the existing technical merits are integrated into the time-frequency mixed modulation SMMP with only one moving part in the system. The transmission mechanism of system error, noise error and channel crosstalk error is studied and the error propagation mechanism of SMMP represented by the time-frequency mixed-modulation SMMP is clarified. The channel crosstalk suppression method, the noise error suppression method, the system parameter calibration method and the system model error correction method which can improve the measurement accuracy and the feasible scheme of time-frequency mixed modulation SMMP with high precision, wide spectrum and high data acquisition speed are obtained. The successful implementation of the project provides a novel idea and method for the research on improving the performance of the Spectroscopic Mueller matrix polarimeter, which possesses great academic value.
广义光谱椭偏技术可获取全穆勒矩阵光谱并兼具无损与高精度的优点,在薄膜和纳米结构的测量领域应用前景广泛。现有广义光谱椭偏技术存在被测穆勒矩阵光谱与测量谱段受限并对泊松噪声敏感、测量时间较长等问题。本项目将现有技术优点融合提出时频混合调制型广义光谱椭偏技术,减少系统中的运动部件并降低测量次数提高数据获取速度;研究系统误差、噪声误差以及通道串扰误差的传递机制,阐明以时频混合调制型广义光谱椭偏技术为代表的广义光谱椭偏技术误差传递机理,获得可提升测量精度的通道串扰抑制方法、噪声误差抑制方法、系统参数定标方法、系统模型误差修正方法以及实际可行的高速、宽谱段、高精度的时频混合调制型广义光谱椭偏仪原理方案。项目的成功将为提升广义光谱椭偏仪性能的研究提供新的思路与方法,具有一定的学术价值。

结项摘要

广义光谱椭偏技术可获取被测样品的全穆勒矩阵光谱并兼具无损与高精度的优点,在薄膜和纳米结构测量领域应用前景广泛。现有广义光谱椭偏技术存在被测穆勒矩阵光谱与测量谱段受限并对探测器噪声敏感、测量时间较长等问题。本项目将现有技术优点融合提出了一种时频混合调制型广义光谱椭偏技术,其系统中仅含一个运动部件,可在80ms内准确获取被测样品的Mueller矩阵光谱,测量绝对精度优于0.02;与现有时间调制型相比测量速度提升了5倍,与现有频率调制型相比光谱分辨率提高了至少5倍。影响测量精度的噪声误差依赖于延迟器的延迟量,固定检偏臂中旋转波片延迟量为132°,起偏臂中的延迟器快轴分别为0° 和26.5°时,噪声误差具有最小值。通道串扰的产生源于有限的通道带宽,且依赖于被测Mueller矩阵光谱的线型并与被测光谱线型的相干性呈正相关;频率通道呈等间距分布时复原Mueller矩阵元素光谱的误差最小。起偏臂和检偏臂对应的调制和解调过程相互独立,系统参数定标时可对起偏臂和检偏臂分别进行。延迟器厚度比的偏差会在光程差域的零频通道两侧引入两个通道,其距零频位置的间隔与两个延迟器厚度之差对应的光程差一致,当两个延迟器厚度之差超过0.5mm时会影响复原数据的精度;通过将起偏臂中的线起偏器旋转至正交的方向再测量一次并采用两次测量数据的加法可以消除厚度比误差引入的复原误差。本项目的研究成果可为提升广义光谱椭偏仪性能的研究提供新的思路与方法,具有一定的学术与工程价值。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Snapshot spectroscopic Mueller matrix polarimetry based on spectral modulation with increased channel bandwidth
基于增加通道带宽的光谱调制的快照光谱穆勒矩阵偏振测定
  • DOI:
    10.1364/oe.440026
  • 发表时间:
    2021-09-27
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Quan, Naicheng;Zhang, Chunmin;You, Caiyin
  • 通讯作者:
    You, Caiyin
Estimation variance of dual-rotating-retarder Mueller matrix polarimeter in the presence of Gaussian thermal noise and poisson shot noise
高斯热噪声和泊松散粒噪声存在下双旋转延迟器穆勒矩阵旋光仪的估计方差
  • DOI:
    10.1088/2040-8986/ab613c
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
    Journal of Optics
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Naicheng Quan;Chunmin Zhang;Tingkui Mu;Siyuan Li;Caiyin You
  • 通讯作者:
    Caiyin You
Modified snapshot spectroscopic ellipsometry based on optical frequency-domain interferometry
基于光频域干涉的改进快照光谱椭偏仪
  • DOI:
    10.1016/j.ijleo.2020.166165
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Optik
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    李思远;张淳民;权乃承
  • 通讯作者:
    权乃承

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其他文献

基于孔径分割与视场分割的通道型成像光谱偏振技术
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    权乃承;张淳民;穆廷魁
  • 通讯作者:
    穆廷魁

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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