單晶爐液位檢測(cè)研究.pdf

1、直拉法單晶爐是生產(chǎn)硅單晶的關(guān)鍵技術(shù)裝備，在拉晶過程中，隨著晶體生長(zhǎng)的進(jìn)行，坩堝內(nèi)熔硅液位下降，為了保證較高拉晶質(zhì)量而必須將熔硅液位控制在恒定位置，因此需要對(duì)單晶爐熔硅液位進(jìn)行高精確度檢測(cè)以便及時(shí)將熔硅液面調(diào)整到要求的位置。單晶爐液面測(cè)距精度要求比較高：目標(biāo)值±0.2mm（建議為目標(biāo)值±0.1mm），而單晶爐室特殊的高溫密閉氬氣環(huán)境以及熔硅液面存在的波動(dòng)現(xiàn)象加大了單晶爐熔硅液面位置高精度檢測(cè)的難度。
　　 本文主要研究基于線陣CC

2、D的單晶爐激光三角液位檢測(cè)方法，主要內(nèi)容如下：
　　 首先，研究設(shè)計(jì)了基于線陣CCD的單晶爐激光三角液位檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案。
　　 其次，由于直拉單晶爐設(shè)備特殊的結(jié)構(gòu)及拉晶工藝要求，使得系統(tǒng)的液位檢測(cè)分辨率較低，進(jìn)而限制了液位檢測(cè)精度的提高，針對(duì)此問題，本文研究提出了一種能夠提高激光三角液位檢測(cè)系統(tǒng)液位檢測(cè)分辨率的曲面鏡線性放大光路設(shè)計(jì)方法及其相應(yīng)的線性放大曲面鏡光路的數(shù)值計(jì)算方法，并通過MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該

3、光路設(shè)計(jì)方法的有效性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種曲面鏡線性放大光路能夠?qū)⒁好娴奈⑿∥灰谱兓€性放大為光電檢測(cè)器上的光點(diǎn)位移變化，有效提高系統(tǒng)的液位檢測(cè)分辨率；通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)在激光三角液位檢測(cè)系統(tǒng)基本參數(shù)取值一定的情況下，曲面鏡線性放大光路系統(tǒng)各種可變參數(shù)的取值變化對(duì)液位檢測(cè)誤差大小的影響進(jìn)行了深入的分析研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光路系統(tǒng)各種可變參數(shù)取值的不同直接影響到液位檢測(cè)誤差的大小，可以通過選取合適及最優(yōu)的可變參數(shù)取值使曲面鏡線性放大光路具有較好

4、的線性放大功能，從而保證單晶爐激光三角液位檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的液位檢測(cè)精度。
　　 最后，針對(duì)拉晶過程中單晶爐熔硅液面存在的波動(dòng)現(xiàn)象嚴(yán)重影響液位檢測(cè)精度提高的問題，本文提出將自適應(yīng)噪聲抵消(ANC)方法用于抑制消除單晶爐熔硅液位波動(dòng)干擾噪聲，并深入研究了采用數(shù)字高通濾波器(DHPF)獲取ANC系統(tǒng)參考信號(hào)的方法，提出了基于DHPF的液位波動(dòng)干擾噪聲ANC方法來抑制消除液位波動(dòng)干擾噪聲提取真實(shí)的液位檢測(cè)信號(hào)；在MATLAB環(huán)境下研究