首页|期刊导航|计量学报|纳米光栅间距测量系统的主要误差分析与仿真

纳米光栅间距测量系统的主要误差分析与仿真OA

Analysis and Simulation of Main Errors in Nano-grating Pitch Measurement System

中文摘要英文摘要

针对基于直接溯源光栅干涉仪的光栅间距测量系统,开展主要误差来源的理论分析与仿真研究,重点研究了待测光栅的俯仰误差、偏摆误差以及旋转误差对光栅栅距测量结果的影响.通过理论分析,实验测量和不确定度评定,明确了系统的主要误差来源.利用光学仿真软件构建系统模型,模拟光栅沿矢量方向位移,提取探测器相干相位,并进行相位展开与栅距计算.通过改变待测光栅绕 X、Y、Z轴的旋转角度,系统分析其对测量精度的影响.仿真结果表明,待测光栅存在 0.01°~0.10°俯仰角时,测得的栅距相对误差为 0.12%;存在 0.01°~0.10°旋转角时,测得的栅距相对误差为 0.41%;存在 0.01°~0.10°偏摆角时,测得的栅距极差达6.9 nm.

A theoretical analysis and simulation study on the main error sources of a grating pitch measurement system are conducted based on a direct-tracing grating interferometer.The focus is placed on the influences of pitch error,yaw error,and roll error of the grating under test on the measurement results of grating pitch.Through theoretical analysis,experimental measurement,and uncertainty evaluation,the main error sources of the system are identified.A system model is established using optical simulation software to simulate the displacement of the grating along the vector direction,extract the coherent phase at the detector,and perform phase unwrapping and grating pitch calculation.By varying the rotation angles of the grating under test around the X-,Y-,and Z-axes,the effects on measurement accuracy are systematically analyzed.Simulation results show that when the grating under test has a pitch angle of 0.01°~0.10°,the relative error of the measured grating pitch is 0.12%;when a roll angle of 0.01°~0.10° exists,the relative error reaches 0.41%;and when a yaw angle of 0.01°~0.10° is present,the range of the measured grating pitch is up to 6.9 nm.

梁利杰;苏祎;刘丽琴;谢张宁;雷李华;管钰晴;徐瑞书;张玉杰;朱言瑧;郭创为;邹文哲

上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203上海市计量测试技术研究院有限公司,上海 201203||上海在线检测与控制技术重点实验室,上海 201203

通用工业技术

纳米光栅光栅间距光栅干涉仪仿真俯仰误差偏摆误差旋转误差

nano-gratinggrating pitchgrating interferometersimulationpitch erroryaw errorroll error

《计量学报》 2026 (7)

994-1002,9

国家重点研发计划(2024YFF0619903)国家自然科学基金(52475563)上海市科学技术委员会项目(24ZR1492200)上海市基础研究计划"集成电路"项目(25JD1403500)

10.3969/j.issn.1000-1158.2026.07.07

评论