相干地同时接收基于光的电信号制造技术

公开了用于测量样品的光学特性的方法。该系统被配置成对与样品的特性测量有关的信号进行采样，并且基于在大致同时的情况下获取的信号来执行信号的基于软件的相干检测，以生成所得测量。这易于实时显示或生成希望的测量。在一个配置中，该系统被配置成引导入射在样品上的、在选定波长下的经调制光信号。在另一配置中，该系统配置成引导入射在样品上的、从在不同波长下并以不同频率调制的多个光信号导出的组合光信号。在又一配置中，系统被配置成引导入射在样品的不同区域上的、以不同频率调制的多个光信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相干地同时接收基于光的电信号
本公开总体上涉及光学系统，并且具体来说，涉及用于相干地同时接收基于光学的电信号的系统和方法。
技术介绍
光学测量系统可以被用于测量样品(例如，被测装置(DUT)或样本材料或组件)的各种参数或特征。一般来说，光学测量系统将入射光导向样品，并且该样品可以响应于刺激而生成偏振或非偏振反射光、偏振或非偏振透射光、以及电信号(例如，电流和电压)。该光学测量系统通常包括用于检测和分析反射光、透射光和/或电信号以测量该样品的希望参数或特征的装置。作为示例，用于测量样品的外在量子效率(EQE：extrinsicquantumefficiency)的光学测量系统可以包括光源(和其它关联组件)，以在该样品处生成并引导限定入射光。这种光学测量系统还可以包括：用于检测入射光的一部分的基准检测器，和用于测量由该样品响应于刺激而生成的电响应(例如，电流或电压)的电检测器。这种光学测量系统可以包括：用于基于由该测量系统生成的信号来计算该样品的EQE的分析组件。类似地，用于测量本征量子效率(IQE：intrinsicquantumefficiency)的光学测量系统可以包括光源(和其它关联组件)，以在该样品处生成并引导限定入射光。这种光学测量系统还可以包括：用于检测入射光的一部分的基准检测器，用于检测从样品以一角度反射的光的镜面反射检测器，用于检测由样品反射的散射光的漫反射检测器，用于检测由该样品响应于刺激而生成的电响应(例如，电流或电压)的电检测器。这种光学测量系统可以包括用于基于由该测量系统生成的信号来计算该样品的IQE的分析组件。通常，在前述光学测量系统中，在由检测器和样品测量或生成的信号中可能存在显著的噪声。在一些情况下，该噪声是如此普遍，使得对信号的DC采样可能无法进行，或者可能导致错误的检测。为了防止噪声，一些光学测量系统采用专用锁定放大器来提取埋在噪声中的信号。根据这种技术，入射光的强度、频率或相位以一频率加以调制。该专用锁定放大器接收检测器信号并将其与这样的信号混频，即，该信号具有与该调制频率建立的相位关系(通常称为相干或外差检测)。接着，使该混频信号通过滤波器，以基本上生成具有缩减噪声的检测器信号。这种光学测量系统的缺点是，怎样将专用锁定放大器设计成任务特定的。这使其难以重新配置该系统，并将其应用于不需要或不能利用锁定功能的测量。一个示例是：在需要测量可以或无法响应刺激光源上的调制频率的样品的EQE和IQE两者的系统中。
技术实现思路
本公开的一方面涉及一种系统，该系统可以被配置成测量样品的一个或更多个特性，如外在量子效率(EQE)、本征量子效率(IQE)，或该样品的其它特性。该系统被配置成对来自该样品测量系统的信号进行采样、数字化以及相干检测，使得一个或更多个所得测量基于在大致同时的情况下获取的信号。这易于以实时的方式同时计算并呈现所述一个或更多个所得测量。根据第一示例性实施方式，该系统包括：经调制光源，该经调制光源被配置成基于调制频率电压来生成经调制光信号；样品测量系统，该样品测量系统被配置成引导入射在样品上的所述经调制光信号的至少一部分，以测量该样品的一个或更多个特性，其中，所述样品测量系统被配置成，依据对所述样品的所述一个或更多个特性的所述测量来生成多个测量电流；以及信号调节器，该信号调节器被配置成分别根据所述多个电流生成多个测量电压。该系统还包括数据获取电路，该数据获取电路被配置成，对所述多个测量电压进行采样和数字化，以生成多个测量数字信号，并且对所述调制频率电压进行采样和数字化，以生成基准数字信号。以大致同时的方式执行对所述测量电压和调制频率电压的所述采样。所述同时采样确保所述一个或更多个所得测量(如EQE和IQE)基于由样品测量系统在大致同时的情况下生成的电流。该系统包括计算装置，该计算装置被配置成，利用所述基准数字信号来执行所述测量数字信号的基于软件的相干检测。根据一个实施方式，所述计算装置可以被配置成，至少通过以下各项来执行所述测量数字信号的所述相干检测：将所述测量数字信号与基于所述基准数字信号的混频信号进行混频，以生成多个相应混频数字信号；和对所述数字混频信号进行滤波，以生成输出数字信号。根据另一实施方式，所述混频信号可以与所述基准数字信号的频率谐波相关。另外，所述计算装置可以被配置成，基于所述输出数字信号来生成所述样品的所述一个或更多个特性的一个或更多个指示。这样的一个或更多个指示可以包括：所述样品的EQE、IQE、或其它一个或更多个特性。根据第一实施方式，所述样品测量系统包括：基准检测器，该基准检测器被配置成生成所述多个电流中的第一电流，所述第一电流与入射光信号的强度有关，并且其中，由所述样品响应于所述入射光信号而生成所述多个电流中的第二电流。另选的是，所述样品测量系统包括：基准检测器，该基准检测器被配置成生成所述多个电流中的第一电流，所述第一电流与入射光信号的强度有关；反射检测器，该反射检测器被配置成生成所述多个电流中的第二电流，所述第二电流与由所述样品响应于所述入射光信号而反射的光信号的强度有关，并且其中，由所述样品响应于所述入射光信号而生成所述多个电流中的第三电流。根据第二示例性实施方式，该系统包括：光源，该光源被配置成生成基于各个不同调制频率电压所调制的不同波段光信号；光学组合器，该光学组合器被配置成基于所述不同波段的经调制光信号来生成组合光信号；以及样品测量系统，该样品测量系统被配置成引导入射在样品上的所述组合光信号的至少一部分，以测量该样品的一个或更多个特性，其中所述样品测量系统被配置成，依据对所述样品的所述一个或更多个特性的所述测量来生成多个测量电流。根据第二实施方式，该系统包括：信号调节器，该信号调节器被配置成分别根据所述多个电流生成多个测量电压。而且，该系统包括：数据获取电路，该数据获取电路被配置成，对所述多个测量电压进行采样和数字化，以生成多个测量数字信号，并且对所述多个调制频率电压进行采样和数字化，以生成多个基准数字信号。按大致同时的方式执行对所述测量电压和所述调制频率电压的所述采样。另外，该系统包括：计算装置，该计算装置被配置成，利用所述基准数字信号来执行所述测量数字信号的基于软件的相干检测。所述计算装置可以被配置成，通过以下步骤来执行所述测量数字信号的所述相干检测：将所述测量数字信号与基于所述基准数字信号的混频信号进行混频，以生成多个混频数字信号；和对所述数字混频信号进行滤波，以生成输出数字信号。在一个方面，所述混频信号分别与所述基准数字信号的频率谐波相关。在另一方面，所述混频信号与皆基于选定的一对或更多对所述基准数字信号的一个或更多个拍频相关。按照第一示例性实施方式，所述计算装置被配置成，基于所述输出数字信号来生成所述样品的所述一个或更多个特性(如所述样品的EQE、IQE、或任何其它一个或更多个特性)的一个或更多个指示。按照第一示例性实施方式，所述样品测量系统可以被配置成包括：基准检测器、反射检测器、以及其它检测器，并且被配置成生成由所述样品响应于所述入射光而生成的电流。根据第三示例性实施方式，该系统包括：光源，该光源被配置成分别生成基于多个不同调制频率电压所调制的多个光信号；样品测量系统，该样品测量系统被配置成引导入射在样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，该系统包括：经调制光源，该经调制光源被配置成基于调制频率电压来生成经调制光信号；样品测量系统，该样品测量系统被配置成引导入射在样品上的所述经调制光信号的至少一部分，以测量所述样品的一个或更多个特性，其中，所述样品测量系统被配置成，依据对所述样品的所述一个或更多个特性的所述测量来生成多个测量电流；信号调节器，该信号调节器被配置成分别根据所述多个电流来生成多个测量电压；数据获取电路，该数据获取电路被配置成：对所述多个测量电压进行采样和数字化，以生成多个测量数字信号；以及对所述调制频率电压进行采样和数字化，以生成基准数字信号，其中，以大致同时的方式来执行对所述测量电压和所述调制频率电压的所述采样；以及计算装置，该计算装置被配置成，利用所述基准数字信号来执行所述测量数字信号的基于软件的相干检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，该系统包括：经调制光源，该经调制光源被配置成基于调制频率电压来生成经调制光信号；样品测量系统，该样品测量系统被配置成引导入射在样品上的所述经调制光信号的至少一部分，以测量所述样品的一个或更多个特性，其中，所述样品测量系统被配置成，依据对所述样品的所述一个或更多个特性的所述测量来生成多个测量电流；信号调节器，该信号调节器被配置成分别根据所述多个电流来生成多个测量电压；数据获取电路，该数据获取电路被配置成：对所述多个测量电压进行采样和数字化，以生成多个测量数字信号；以及对所述调制频率电压进行采样和数字化，以生成基准数字信号，其中，以大致同时的方式来执行对所述测量电压和所述调制频率电压的所述采样；以及计算装置，该计算装置被配置成，利用所述基准数字信号来执行所述测量数字信号的基于软件的相干检测。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置被配置成，至少通过以下各项来执行所述测量数字信号的所述相干检测：将所述测量数字信号与基于所述基准数字信号的混频信号进行混频，以分别生成多个混频数字信号；以及对所述数字混频信号进行滤波，以生成输出数字信号。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述混频信号与所述基准数字信号的频率谐波相关。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述计算装置被配置成，基于所述输出数字信号来生成所述样品的所述一个或更多个特性的一个或更多个指示。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述一个或更多个指示包括：所述样品的外在量子效率EQE、本征量子效率IQE、或所述EQE和所述IQE两者。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述样品测量系统包括：基准检测器，该基准检测器被配置成生成所述多个电流中的第一电流，所述第一电流与入射光信号的强度有关；以及其中，由所述样品响应于所述入射光信号而生成所述多个电流中的第二电流。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述样品测量系统包括：基准检测器，该基准检测器被配置成生成所述多个电流中的第一电流，所述第一电流与入射光信号的强度有关；反射检测器，该反射检测器被配置成生成所述多个电流中的第二电流，所述第二电流与由所述样品响应于所述入射光信号而反射的光信号的强度有关；以及其中，由所述样品响应于所述入射光信号而生成所述多个电流中的第三电流。8.一种系统，该系统包括：光源，该光源被配置成分别生成基于多个不同调制频率电压所调制的多个不同波长光信号；光学组合器，该光学组合器被配置成基于所述多个不同波长光信号来生成组合光信号；样品测量系统，该样品测量系统被配置成引导入射在样品上的所述组合光信号的至少一部分，以测量所述样品的一个或更多个特性，其中，所述样品测量系统被配置成，依据对所述样品的所述一个或更多个特性的所述测量来生成多个测量电流；信号调节器，该信号调节器被配置成分别根据所述多个电流来生成多个测量电压；数据获取电路，该数据获取电路被配置成：对所述多个测量电压进行采样和数字化，以生成多个测量数字信号：以及对所述多个调制频率电压进行采样和数字化，以生成多个基准数字信号，其中，以大致同时的方式来执行对所述测量电压和所述调制频率电压的所述采样；以及计算装置，该计算装置被配置成，利用所述基准数字信号来执行所述测量数字信号的基于软件的相干检测。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述计算装置被配置成，至少通过以下各项来执行所述测量数字信号的所述相干检测：将所述测量数字信号与基于所述基准数字信号的混频信号进行混频，以分别生成多个混频数字信号；以及对所述数字混频信号进行滤波，以生成输出数字信号。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述混频信号分别与所述基准数字信号的频率谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·陈，J·帕克，
申请(专利权)人：新港公司，
类型：发明
国别省市：美国,US