飞秒激光三维形貌测量方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61475162
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    82.0万
  • 负责人：
    纪荣祎
  • 依托单位：
    中国科学院空天信息创新研究院
  • 学科分类：
    F0503.传输与交换光子器件
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The development of large-scale semiconductor integrated circuit manufacturing technology and precise processing technology has brought forward higher challenges for measurement technology of large-size and nanoscale 3D surface topography. There are many limitations such as small field of view and slow scanning rate in vertical direction for detecting large-size samples using conventional methods for measurement of 3D surface topography. Obviously it's unable to meet the increasing requirements by conventional method. Femtosecond optical comb is particularly suitable for 3D large-size surface topography rapid measurement because of its excellent properties of spatial and temporal coherence which traditional optical light sources can't provide. In this project, unbalanced measurement optical path and adjustable repetition rate are adopted to raise scanning speed. At the same time, field of view of this measurement installation is broadened with well-designed light expanding system and FOV matching technology.It's of important significance for rapid measurement of micro-nano scale circuit to study measurement technology of 3D surface topography based on femtosecond optical comb and to explore a new method with high precision for large-size surface.
极大规模集成电路制造技术和微纳超精加工技术的发展对大尺寸、纳米级三维表面形貌测量技术提出了极大的挑战。传统的三维表面形貌测量方法在测量大尺寸样品时存在诸多局限，如横向视场较小、纵向扫描速度较慢等，难以满足微纳尺度表面三维形貌的大视场快速测量。飞秒激光频率梳光源同时具备高空间相干和低时间相干的特点，在大尺寸样品微纳结构的快速测量中具有传统光源无法比拟的优势。本项目研究飞秒激光三维形貌测量技术，采用非平衡测量光路和分阶段重频微调方法，提高样品扫描测量的速度；采用对测量光斑进行扩束和测量视场匹配的方法，扩大样品的测量视场。研究飞秒激光频率梳三维形貌测量技术，探索新型跨尺度高精度三维表面形貌测量原理，对发展大尺寸样品微纳结构快速测量具有重要意义。

结项摘要

极大规模集成电路制造技术和微纳超精加工技术的发展对大尺寸、纳米级三维表面形貌测量技术提出了极大的挑战。传统的三维表面形貌测量方法在测量大尺寸样品时存在诸多局限，如横向视场较小、纵向扫描速度较慢等，难以满足微纳尺度表面三维形貌的大视场快速测量。飞秒激光频率梳光源同时具备高空间相干和低时间相干的特点，在大尺寸样品微纳结构的快速测量中具有传统光源无法比拟的优势。本项目研究飞秒激光三维形貌测量技术，采用非平衡测量光路和分阶段重频微调方法，提高样品扫描测量的速度；采用对测量光斑进行扩束和测量视场匹配的方法，扩大样品的测量视场。研究飞秒激光频率梳三维形貌测量技术，探索新型跨尺度高精度三维表面形貌测量原理，对发展大尺寸样品微纳结构快速测量具有重要意义。.本项目开展了飞秒激光三维形貌测量原理研究和飞秒激光三维形貌测量实验装置研制，并开展实验测量和精度比对等研究工作。首先开展了重频可调光纤飞秒激光器及稳频系统方案设计、器件采购和系统搭建，以及光纤飞秒激光器稳频控制系统调试和重频扫描测试；然后，开展了三维形貌测量光路系统设计和三维形貌干涉信号采集与处理算法研究，以及飞秒激光三维形貌测量实验系统的优化设计与系统搭建，并进行了样品三维形貌的测量实验和样品形貌的关键尺寸分析；最后，在飞秒激光三维形貌测量硬件系统研制的基础上，进行了三维形貌测量控制软件设计，并进行了测量精度的比对分析，验证了测量系统的测量精度。使用搭建的飞秒三维形貌测量实验装置对测量样品三维形貌进行干涉测量和干涉信号采集和处理，能够得到较为稳定的测量样品的关键尺寸参数，由测量结果可知，研制的飞秒三维形貌测量系统可实现纵向优于10nm，横向优于100纳米的测量精度，可用于微纳三维形貌的快速测量。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
飞秒激光频率梳精密测距技术综述
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    仪器仪表学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周维虎;石俊凯;纪荣祎;黎尧;刘娅
  • 通讯作者：
    刘娅
Review of low timing jitter mode-locked fiber lasers and applications in dual-comb absolute distance measurement
低定时抖动锁模光纤激光器及其在双梳绝对距离测量中的应用综述
  • DOI：
    10.1016/j.npe.2018.12.002
  • 发表时间：
    2018-12
  • 期刊：
    Nanotechnology and Precision Engineering
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Haosen Shi;Youjian Song;Runmin Li;Yuepeng Li;Hui Cao;Haochen Tian;Bowen Liu;Lu Chai;Minglie Hu
  • 通讯作者：
    Minglie Hu
基于Labview的偏振调制激光测距测量控制系统
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    计算机与控制系统
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    纪荣祎;张新鑫;高书苑;石俊凯;周维虎
  • 通讯作者：
    周维虎
Phase distortion correction in dual-comb ranging system
双梳测距系统中的相位失真校正
  • DOI：
    10.1088/1361-6501/aa6bbe
  • 发表时间：
    2017-07-01
  • 期刊：
    MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Li, Yao;Shi, Junkai;Zhou, Weihu
  • 通讯作者：
    Zhou, Weihu
Reduction of Moving Target Time-of-Flight Measurement Uncertainty in Femtosecond Laser Ranging by Singular Spectrum Analysis Based Filtering
基于奇异谱分析的滤波降低飞秒激光测距中移动目标飞行时间测量的不确定性
  • DOI：
    10.3390/app8091625
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    APPLIED SCIENCES-BASEL
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Cao Hui;Song Youjian;Li Yuepeng;Li Runmin;Shi Haosen;Yu Jiahe;Hu Minglie;Wang Chingyue
  • 通讯作者：
    Wang Chingyue

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其他文献

振镜激光跟踪系统的鲁棒复合控制方法
  • DOI：
    10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2018.12.025
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    计算机测量与控制
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王碧衡;董登峰;王中宇;纪荣祎;胡哲文;周维虎
  • 通讯作者：
    周维虎
新型飞秒激光跟踪仪中飞秒激光测距研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    仪表技术与传感器
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡坤;黎尧;纪荣祎;周维虎
  • 通讯作者：
    周维虎
Absolute distance measurement based on femtosecond frequency comb with wavelet transform
基于小波变换飞秒频率梳的绝对距离测量
  • DOI：
    10.1117/1.oe.53.12.122409
  • 发表时间：
    2014-12
  • 期刊：
    Optical Engineering
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    黎尧;胡坤;纪荣祎;周维虎
  • 通讯作者：
    周维虎

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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