穆勒矩阵椭偏仪变角机构设计与实现

发布时间：2017-10-06 08:30

  本文关键词：穆勒矩阵椭偏仪变角机构设计与实现

  更多相关文章： 穆勒矩阵椭偏仪 变角机构 结构设计 仿真分析 有限元 误差分析

【摘要】：穆勒矩阵椭偏仪是一种先进的光学测量仪器,与常规测量仪器相比,具有非接触、非破坏、快速和信息量丰富等优良特性。穆勒矩阵椭偏仪通过多入射角、多方位角等测量条件优化配置,可以实现纳米结构更高精度测量。变角机构是穆勒矩阵椭偏仪实现多角度测量的关键,是椭偏仪的重要组成部分。变角机构的性能直接影响着整个仪器的测试准确度和测试精度。本论文着重研究穆勒矩阵椭偏仪变角机构的机械设计与实现,论文研究工作主要包括以下几个方面:通过对比分析现有椭偏仪产品结构设计,并对不同类型变角机构的运动方式和优缺点进行分析比较。根据实际需求制定变角机构的整体设计方案。在此基础上,通过变角机构载荷核算,求出整个装置所需输入转矩,完成电机选型。基于变角机构设计方案,完成零部件的参数设计和三维实体造型;借助于Pro/E Wildfire软件平台对零部件进行虚拟装配,检测元件间的干涉情况。通过Pro/E的仿真模块,查看机构的整体运动轨迹,并对角度、角加速度以及受力的仿真结果进行分析,对设计方案进行仿真验证。利用ANSYS Workbench软件平台对变角机构的部分关键零部件进行结构静力分析,查看其变形情况,从而在设计阶段避免其薄弱环节。同时,通过自由模态分析,研究变角机构的振动特性。对工程实现的变角机构进行整体装配和调试,测量双臂实际旋转角度,通过重复性测量实验验证所设计的变角机构角度运动性能指标。在此基础上全面分析了变角机构的误差来源,并提出了相应地改善措施。
【关键词】：穆勒矩阵椭偏仪 变角机构 结构设计 仿真分析 有限元 误差分析
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH74
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题来源8
• 1.2 课题研究目的及意义8-9
• 1.3 国内外椭偏仪研究现状9-11
• 1.4 论文主要研究内容11-13
• 2 穆勒矩阵椭偏仪变角机构结构设计13-27
• 2.1 椭偏仪测量原理13-14
• 2.2 现有产品概述14-19
• 2.3 变角机构设计方案19-23
• 2.4 电机选择23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 变角机构运动仿真分析27-38
• 3.1 引言27-28
• 3.2 仿真模型创建28-29
• 3.3 变角机构运动学仿真29-34
• 3.4 变角机构动态仿真34-37
• 3.5 本章小结37-38
• 4 变角机构有限元分析38-49
• 4.1 概述38
• 4.2 结构静力学分析38-41
• 4.3 结果分析41-43
• 4.4 模态分析43-48
• 4.5 本章小结48-49
• 5 变角机构装配与测试49-57
• 5.1 整体装配与调试49-51
• 5.2 角度性能测试51-54
• 5.3 误差分析54-55
• 5.4 误差补偿措施55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 6 总结与展望57-59
• 6.1 全文总结57-58
• 6.2 展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 沈文江;自动椭偏仪测试技术[J];仪器仪表学报;1985年01期

2 冯长川;国外椭偏仪性能简介[J];半导体技术;1987年06期

3 蔡焕夫,曾淳,龙兴武;高精度双臂消光全自动椭偏仪的研制[J];量子电子学;1992年01期

4 杨坤;王向朝;步扬;;椭偏仪的研究进展[J];激光与光电子学进展;2007年03期

5 徐真善;用椭偏仪同时测定主应力差和方向[J];上海机械学院学报;1985年04期

6 张继涛;李岩;罗志勇;;一种可溯源的光谱椭偏仪标定方法[J];物理学报;2010年01期

7 刘崇进，沈家瑞，李凤仙;椭偏仪测量粗糙面薄膜的厚度和折射率的研究[J];光学技术;1995年03期

8 包学诚;椭偏仪的结构原理与发展[J];现代科学仪器;1999年03期

9 陈云锋;陈炳若;;椭偏仪数据处理及误差修正[J];光电子技术;2006年03期

10 马育栋;;椭偏仪测量光学参数实验[J];硅谷;2010年16期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 杨坤;王向朝;步扬;;椭偏仪研究进展[A];第十一届全国光学测试学术讨论会论文（摘要集）[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 张继涛;基于光谱椭偏术的硅球表面氧化层厚度测量系统[D];清华大学;2010年

2 陈修国;基于广义椭偏仪的纳米结构测量理论与方法研究[D];华中科技大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 宋国志;宽光谱椭偏仪在集成电路中的研究与应用[D];电子科技大学;2014年

2 姜春光;深紫外宽光谱成像椭偏仪的研制[D];合肥工业大学;2015年

3 贾亚斌;相调制型光谱椭偏仪校准及HfO_2超薄膜表征[D];太原理工大学;2016年

4 周雪琪;原子层沉积薄膜的椭偏仪模型研究[D];华中科技大学;2015年

5 李志腾;穆勒矩阵椭偏仪主控系统设计与实现[D];华中科技大学;2015年

6 雷家宝;穆勒矩阵椭偏仪变角机构设计与实现[D];华中科技大学;2015年

7 刘玉龙;椭偏仪校准方法研究[D];中国计量科学研究院;2014年

8 廖清君;单波长消光椭偏仪的数据处理研究[D];四川大学;2002年

9 李雯;椭偏仪对纳米薄膜光学和介电性能的研究[D];兰州大学;2012年

10 徐鹏;椭偏仪在集成电路检测中的应用[D];电子科技大学;2013年

，

本文编号：981798