消光-光度兼容的椭圆偏振仪
专利汇可以提供消光-光度兼容的椭圆偏振仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种新型的消光——光度兼容式椭圆偏振仪其主要特征是它采用一个布置在样品前光路中的可旋转的1/4波片[Q]对光束进行 相位 调制。这种仪器作光度式测量时，其偏振参数Δ值的测量 精度 提高10～20倍，且操作方便。利用本 发明 的原理可将消光式椭圆偏振仪改装为具有消光——光度功能兼容的仪器，改装后的仪器能保证原有两种分立仪器的精度，其改装 费用 为购置光度式仪器费用的20％。，下面是消光-光度兼容的椭圆偏振仪专利的具体信息内容。
消光——光度兼容的椭圆偏振仪
本发明涉及一种带有旋转元件的椭圆偏振仪。
椭圆偏振仪是一秭测量固体表面和薄膜参数的精密仪器，广泛应用于电子工业、光学薄膜、电化学和生物等技术领域。
常用的椭圆偏振仪为单制式的椭圆偏振仪，即消光式椭圆偏振仪和光度式椭圆偏振仪。
消光式椭圆偏振仪主要采用PQSA结构，测量偏振参数△、φ、中值的准确度高，误差可小于0.005°,但測量速度慢，一般力数分钟至10多分钟。
光度式植圆偏振仪，如比利时BE280475专利所报导的偏振仪，常含有旋转元件，具有测量速度快的优点，測量时间为1 秒以下，其软点是测量的准确度低，偏振参数△、φ中测量误差为
0.05°或更低。
1985年 Rev, Sci Tnstru. v56(11) PP1995
报导了一种采用旋转偏振器的消光一一光度兼容的椭圆偏振仪，该仪器的结构是：以样品表面为反射面，入射光的一倒布置一个 起偏器，—个
波片和一个法拉弟调制器I,反射光的一倒布置一个检偏器，—个光电倍增管和一个法拉弟调制器II，其起偏器和
士波片安装在一个可调方位的度盘上，检偏器安装一个带有编码器的度盘上，该度盘的方位调节采用伺服电机驱动，同时还可用手动。测定偏振参数△和φ时，光束依次通过起偏器、1/4 波片、法拉弟调制器I，经待測样品表面反射，通过法拉弟调制
器II、检偏染后到达光芑倍增管，并由电子计算机作数据处理。
当1/4波片方位固定于45°，起偏器和检偏器的方位由手动调节达到消光时，该仪器便成为PQSA结构，可作为消光式椭圓偏振仪使用。
若将法拉弟调制器I、II退出光路，1/4波片固定在0°或90°用伺服电机驱动的检偏器以0.75转/秒转速转动，由电子计算机分析数据測定偏振参数△、φ值，则该仪器具有光度式橢圆偏振仪的功能。
这种旋转检偏器的消光——光度兼容的椭圆偏振仪的缺点是:
1、利用检偏器处于旋转状态下测定偏振参数△值在△=0 附近測量△值时，其误差比单制式的光度式椭圓偏振仪增大10~20倍，且一次测量无法碗定△值的正负号。原因是偏振参数△的正负取决于偏振光是右旋还是左旋，利用偏振器旋转时，实际上是观察椭圆偏振光在各个偏振方向的光强，所以无法分辨其旋转方向。在△=0 （线偏光）附近，△值的增如将使猶卸偏振光短轴光矢量增加，但当旋转偏掇器转至短轴方如附近时，光信号极易受到光强度大几十倍的长轴分量在该检偏器方典上投影的干扰，故此时測量△的精度很差。
2、测量偏振参数△值时，瘐将法拉弟调制器I、II、退出光路，给操作造成不便。
本发明的任夯在于设计一种能精精測定镛襯參数△值，且操作方便的消光一光度兼容式的椭圆偏振仪。
图面说明：
图1为本发明的消光一一光度兼容式的椭圓偏振仪的结构示意图，图中P-起偏器，Q-1/4波片，A一检偏器，D—光电倍增管，S—待测样品，J—电子计算机处理器。
以下结合附图说明本发明的具体内容,但发明的丙容不跟于
附图说明，
如图1所示，以样品[S]的表面为反射面，入射光束和反射光束构成v字盟光路，入射角为60°或70°，在入射光的一侧布置一个带方位度盘的起偏器[P]、一个可由伺服电机带动连续转动或以手动调整至某一固定方位的1/4波片[Q]，反射光的一侧布置一个带有相位度舟的检偏器[A]和一个光电倍增管[D]以及一个同光电倍增管[D]相连接的微型电子计算机数据处理器[J],光束通过起偏器[P]、1/4波片[Q] 经待测样品[S]表面反射后，通过检偏器到达光电倍增管[D]。
当1/4波片[Q]定位于±45°,以手动调节起偏器[P]和捡偏器[A]的方位消光，作偏振测量时本仪器具有苘单制式的消光式椭圆偏振仪相同的功能。
当起偏器[P]和检偏器[A]在±( 10°~80°)范围内定位，其最佳位置为土 45°,令1/4波片[Q]快速旋转，此时仪器具有苘单制式的光度式椭圓偏振仪相同的功能,由光电倍增管[D]输出的信号随1/4波片[Q]的转动里及期性变化,对该信号进行付里冲分析求出各次谐波分量的大小,从中求出斯托克斯参量S1、 S2、S3,印可换算成为偏扳参数△和φ中，整个演算过程由微型电子计算机处理器[J]执行并作快速数字
显示。
本仪器在測定偏振参数△值时，之所以具有同单制式的旋转波片的光度式椭圆偏振仪（如BE2S0475 ）有相同的精度，其原因在于旋转1/4波片[Q]对龙朿产生位相调制作用，在测量时能得到斯托克斯参量S3的值，而S3与Sin△成正比，故能唯一地确定△值故正负号。其次，旋转1/4波片[Q]时， 即使△=0，则光强对么的导数也不为0,由此表明，只要偏振参数△稍有变么，光强即有相应的变化，所以根据光强值的变化量来计算△时，不会出现△测量着度下降的情况，由此克服巳有的旋转检偏器的兼容式椭圆偏振仪存在曲一大缺陷。
本发明兼容式椭圆供振仪同巳有曲闻类仪器比较，具有如下优点：
1、测量偏振参数△值准确度高。作为光度式椭圆偏振仪使用时，能测出△值的正负号，在测量线偏振光时精度不会下降，这是依靠旋转检偏器的兼容式椭圆供振仪难以达到的，此时前者的測量在△≠0附近，△的精度比后者高10~20倍。
2、操作简便。两种工作方式变换时，在光路中无脣增减任何零件，只需调节有关光学元件方位，故比已有的仪器方便。
3、对拥有消光式椭圆偏振仪曲用户，极据本发明原理，只需添置一个旋转1/4波片[Q]，辅以遴用均A/D接口和微型计算机，即可使手动的消光式仪器層知块速自动测试功能。其改造费用仅为光度式仪器价格的20%、并且继续操持原有的高的测准确度。
如图1所示，光源采用1mw的氦氖激光器，样品[1]表面入射光束的入射角为70°,起偏器[P]采用通光口径为φ20mm的薄膜偏振片，装在精度为0.010°的度盘上，1/4波片[Q]由云母剥成，用小型伺服电机通过蜗轮蜗杆带动旋转,转遮为1转/秒。检偏器[A]采用通光口径为φ20mm薄膜偏振片， 装在精度为0.01°的度盘上。光电倍增管[D]采用GDB—230型,计算机采用Apple—II。
把1/4波片[Q]的转轴利用消光原理定位于45°方位，测量时用手动调节起偏器[P]和检偏器[A]的方位达到消光，从度盘得到偏振参数△、φ中的值，此时力消光式工作状态。
把起偏器[P]和检偏器[A]定位于45°方位，驱动1/4 波片[Q]，每旋转1周，计算机显示一次△、φ值，此时为光
度式工作状态。
被测样品[s]的表面为空白或镀有多层膜，其尺寸为φ30X5mm,用Kq破璃制成。
对3种实标样品的偏振参数△、φ的测量值如下：
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