在旋轉(zhuǎn)器件型光譜橢偏儀中的同步觸發(fā)定標(biāo)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種同步觸發(fā)的定標(biāo)方法及其裝置，特別的，涉及一種在旋轉(zhuǎn)器件型 光譜橢偏儀中實(shí)施的同步觸發(fā)的定標(biāo)方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋轉(zhuǎn)器件型光譜橢偏儀是一類應(yīng)用廣泛的光譜橢偏儀，包括旋轉(zhuǎn)起偏器型、旋轉(zhuǎn) 驗(yàn)偏器型、單旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器型和雙旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器型橢偏儀等。
[0003] 旋轉(zhuǎn)器件一般由電機(jī)負(fù)載，電機(jī)在測(cè)量過(guò)程中一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定且不 發(fā)生改變，如要保證測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，必須確認(rèn)探測(cè)器采集的光強(qiáng)信號(hào)與旋轉(zhuǎn) 器件的光軸位置嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。這就需要在運(yùn)動(dòng)電機(jī)與探測(cè)器之間創(chuàng)建觸發(fā)連接模式，完成信 號(hào)的發(fā)送與轉(zhuǎn)接，使得探測(cè)器采集光強(qiáng)信號(hào)的初始時(shí)刻能記錄到運(yùn)動(dòng)電機(jī)光軸的瞬時(shí)位 置。完成這一采集過(guò)程的硬件系統(tǒng)可由光電探測(cè)器、嵌入式工控機(jī)（可替換為DSP或ARM 或工控機(jī)等）、運(yùn)動(dòng)控制部件（包括旋轉(zhuǎn)器件、運(yùn)動(dòng)控制卡）組成。基本過(guò)程為旋轉(zhuǎn)器件在 運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)的初始位置時(shí)由運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)出硬件觸發(fā)信號(hào)，探測(cè)器接收到觸發(fā)信號(hào)后開(kāi)始 采集光強(qiáng)信號(hào)，探測(cè)器采集信號(hào)同時(shí)向外發(fā)出脈沖信號(hào)，由運(yùn)動(dòng)控制卡接收，并自動(dòng)捕獲此 時(shí)電機(jī)位置信息。
[0004] 如果探測(cè)器和運(yùn)動(dòng)電機(jī)的觸發(fā)信號(hào)類型不同，可在硬件系統(tǒng)中加入信號(hào)轉(zhuǎn)換器完 成信號(hào)轉(zhuǎn)接。在此過(guò)程中，硬件觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)接的延遲不可避免，其使得探測(cè)器不能在電機(jī) 發(fā)送觸發(fā)信號(hào)時(shí)立即開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致探測(cè)器的開(kāi)始信號(hào)不能與電機(jī)的開(kāi)始信號(hào)同 止 /J/ O
[0005] 此外，每個(gè)硬件都有自己的計(jì)時(shí)時(shí)鐘，不同硬件的計(jì)時(shí)時(shí)鐘會(huì)存在誤差，探測(cè)器和 運(yùn)動(dòng)電機(jī)的時(shí)鐘也會(huì)存在誤差，這會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)器件在測(cè)量周期各個(gè)區(qū)間的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間 與探測(cè)器的時(shí)間不對(duì)應(yīng)。
[0006] 如果上述兩種誤差因素均不能被克服，那么測(cè)量時(shí)探測(cè)器和運(yùn)動(dòng)電機(jī)并不能達(dá)到 嚴(yán)格意義上的同步，測(cè)量準(zhǔn)確性較難保證。因此，為了提高旋轉(zhuǎn)器件型光譜橢偏儀的測(cè)量準(zhǔn) 確性，急需提供一種能夠在旋轉(zhuǎn)器件型光譜橢偏儀中實(shí)施的同步觸發(fā)定標(biāo)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面公開(kāi)了一種在旋轉(zhuǎn)器件型光譜橢 偏儀中的同步觸發(fā)定標(biāo)方法，其中，包括步驟：I.設(shè)定上層軟件預(yù)設(shè)信息，所述預(yù)設(shè)信息包 括電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率序列，所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率序列中含有多個(gè)不同的電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f;II.采用 預(yù)先補(bǔ)償延遲角度的方式，修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i ;III.采用修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率的方 式，修正電機(jī)與探測(cè)器的計(jì)時(shí)時(shí)鐘偏差。
[0008] 特別的，所述預(yù)先補(bǔ)償延遲角度的方式包括：i.確定在各個(gè)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f 下的延遲角度值A(chǔ)t ;ii.根據(jù)所獲得的所述延遲角度值A(chǔ)t，修正所述電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值 Ai，從而為各個(gè)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f，確定相對(duì)應(yīng)的修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i' ；iii.把 所述修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i'作為所述電機(jī)的觸發(fā)角度。
[0009] 特別的，在步驟i中：根據(jù)所述電機(jī)向所述探測(cè)器發(fā)送觸發(fā)信號(hào)和所述探測(cè)器接 收到該觸發(fā)信號(hào)后采集光強(qiáng)信號(hào)的時(shí)間差，來(lái)確定所述延遲角度值A(chǔ)t。
[0010] 特別的，在步驟ii中：所述修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i'是在原有的所述電機(jī)預(yù) 設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i的基礎(chǔ)上提前延遲角度值A(chǔ)t后獲得的。
[0011] 特別的，各個(gè)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f和與之相對(duì)應(yīng)的所述延遲角度值A(chǔ)t之間利用最 小二乘法擬合后，獲得如下的線性關(guān)系：At = a*f+b，其中，a、b為系數(shù)。
[0012] 特別的，所述預(yù)設(shè)信息還包括所述電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i。
[0013] 特別的，所述采用修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率的方式包括：iv.確定在各個(gè)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn) 頻率f下，至少一個(gè)探測(cè)器積分時(shí)間段t所對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)電機(jī)時(shí)間間隔T ;v.根據(jù)所獲得實(shí)測(cè) 電機(jī)時(shí)間間隔T，獲得分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f的修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f' ；vi.把 所述修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f'作為所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率。
[0014] 特別的，在步驟iv中，所述實(shí)測(cè)的電機(jī)時(shí)間間隔T表示為：
[0015]
中，（Aend-Ategin)表示在所述至少一個(gè)探測(cè)器積分時(shí) 間段t內(nèi)電機(jī)捕獲到的開(kāi)始角度Ategin和結(jié)束角度Aend的角度差，f為所述電機(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn) 頻率。
[0016] 特別的，當(dāng)所述電機(jī)時(shí)間間隔T僅對(duì)應(yīng)一個(gè)探測(cè)器積分時(shí)間段t時(shí)，被設(shè)置為不同 時(shí)間長(zhǎng)度的探測(cè)器積分時(shí)間段t和與之對(duì)應(yīng)的電機(jī)時(shí)間間隔平均值Τ'之間利用最小二乘 法擬合后，獲得如下的線性關(guān)系：Τ' = c*t+d其中，c、d為系數(shù)，Τ'表示與t相對(duì)應(yīng)的并且 在所述不同電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f下獲得的電機(jī)時(shí)間間隔T的平均值。
[0017] 特別的，當(dāng)所述電機(jī)時(shí)間間隔T對(duì)應(yīng)多個(gè)探測(cè)器積分時(shí)間段t時(shí)，所述多個(gè)探測(cè)器 積分時(shí)間段t和與之對(duì)應(yīng)的電機(jī)時(shí)間間隔平均值τ η'之間利用最小二乘法擬合后，獲得如下 的線性關(guān)系：Tn' = e*n*t+g，其中，e、g為系數(shù)，Tn'為在所述η個(gè)探測(cè)器積分時(shí)間段t內(nèi)， 在各個(gè)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f下所實(shí)測(cè)的電機(jī)時(shí)間間隔T n的平均值，η為積分時(shí)間段的數(shù)量。
[0018] 特別的，所述修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率為
[0019] 特別的，所述預(yù)設(shè)信息還包括所述積分時(shí)間段的數(shù)量η。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面公開(kāi)了一種在旋轉(zhuǎn)器件型光譜橢偏儀中，實(shí)施同步觸發(fā) 定標(biāo)的裝置，其特征在于包括：信息預(yù)設(shè)單元，其用于預(yù)設(shè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率序列，所述電機(jī)旋 轉(zhuǎn)頻率序列中含有多個(gè)不同的電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f;觸發(fā)延遲修正單元，其用于通過(guò)預(yù)先補(bǔ)償 延遲角度的方式，修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i ;計(jì)時(shí)時(shí)鐘修正單元，其用于通過(guò)補(bǔ)償電機(jī) 旋轉(zhuǎn)頻率的方式，修正電機(jī)與探測(cè)器的計(jì)時(shí)時(shí)鐘偏差。
[0021] 特別的，所述觸發(fā)延遲修正單元包括：延遲角度測(cè)定模塊，其用于確定在各個(gè)所述 電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f下的延遲角度值A(chǔ)t ;觸發(fā)角度修正模塊，其用于根據(jù)所獲得的所述延遲角 度值A(chǔ)t，修正所述電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i，從而為各個(gè)所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f，確定各自相對(duì) 應(yīng)的修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i' ；第一實(shí)施模塊，其用于把所述修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值 Ai'作為所述電機(jī)的觸發(fā)角度。
[0022] 特別的，所述修正電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值A(chǔ)i'是在原有的所述電機(jī)預(yù)設(shè)觸發(fā)角度值 Ai的基礎(chǔ)上提前延遲角度值A(chǔ)t后獲得的。
[0023] 特別的，所述計(jì)時(shí)時(shí)鐘修正單元包括：電機(jī)時(shí)間間隔測(cè)定模塊，其用于確定在各個(gè) 所述電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f下，至少一個(gè)探測(cè)器積分時(shí)間段t所對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)電機(jī)時(shí)間間隔T ;電機(jī) 旋轉(zhuǎn)頻率修正模塊，其用于根據(jù)所獲得實(shí)測(cè)電機(jī)時(shí)間間隔T，獲得分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)所述電機(jī) 旋轉(zhuǎn)頻率f的修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f' ；第二實(shí)施模塊，其用于把所述修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f'作 為所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率。
[0024] 特別的，所述實(shí)測(cè)的電機(jī)時(shí)間間隔T表示為
其中， (A^-Ategin)表示在所述至少一個(gè)探測(cè)器積分時(shí)間段t內(nèi)電機(jī)的開(kāi)始角度Ategin和結(jié)束角度 Aend的角度差。
[0025] 特別的，所述修正電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率為
[0026] 通過(guò)本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)方案解決了旋轉(zhuǎn)器件型光譜橢偏儀中的觸發(fā)延時(shí)和計(jì) 時(shí)時(shí)鐘偏差的問(wèn)題，提高了測(cè)量精度和準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
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