Устройство для измерения толщины и показателя преломления пленки Советский патент 1984 года по МПК G01B11/06 

Изобретение .относится к измерительной технике, а более конкретно, к устройствам для определения оптических коНстант и толщин тонких пленок, и предназначено для использования в составе экспериментальных установок или стендов контроля показателя преломления и толщины эпитаксиальных феррит-гранатовых пленок полученных на толстых (по сравнению с пленкой) прозрачных галлий-гадолиниевых подложках, показатели преломления и поглощения которых близки к показателям преломления и поглощения пленок или свободны от подложек.

Известно устройство для определения оптических констант и толщины пленок, содержащее предметный столик , планку с установленным на ней фотоэлементом, источник- света, фазовую пластинку и поляризатор ij .

Недостатком этого устройства является необходимость многократной перенастройки оптической системы устройства в процессе измерений путем поворота фазовой пластинки и поляризатора, что ограничивает возможность увеличения быстродействия измерительной установки, .- Наиболее близким по технической сущности к изобретению является усТ ройство для измерения толщинй и показателя преломления пленки, содержащее предметный столик, выполненный с возможностью поворота вокруг оси вращения, параллельной плрскости этого столика, планкУ, установленную с возможностью, п.оворота вокруг той же оси вращения, последовательно расположенные перед предметным столиком источник параллельного, монохроматического и линейно поляризованного света, четвертьволновую фазовую пластинку и поляризатор, фотоэлемент, расположенный на планке |2

Недостатком известного устройства является низкая производительность измерения, поскольку получение интерференционной картины и измерение угла. Брюстера с его помощью проводятся раздельно во времени. Переход от одного из этих измерений к другом осуществляется путем поворота поляризатора, что также удлиняет процесс измерений.

Цель изобретения- повьпаение производительности измерения.

Поставленная цель достигается тем что устройство для измерения толщины и показателя преломления пленки, со.держащее предметный столик, выполнен ный с возможностью поворота вокруг оси вращения, параллельной плоскости этого столика, планку, установленную с возможностью поворота вокруг той же оси вращения, последовательно

расположенные перед предметным столиком источник параллельного, монохроматического и линейно поляризованного света, четвертьволновую фазовую пластинку и поляризатор, фотоэлемент, расположенный на планке, снабжено прозрачной плоскоспараллельной диэлектрической пластиной, установленой на планке под углом к направлени распространения отраженного пленкой светового потока, равным углу Брюстера для этой пластины при длине световой волны источника параллельного монохроматического и линейно поляризованного света, двумя поляризаторам расположенными соответственно на пут отраженного пластиной и прошедшего через нее светового потока, и вторым фотоэлементом, расположенным за одним из по/тярйзаторов, а первый фотоэлемент расположен за другим поляризатором.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения толщины и показателя преломления пленки.

Устройство содержит источник 1 параллельного монохроматического и линейно поляризованного света (лазер) , четвертьволновую фазовую пластинку 2, поляризаторы 3-5, предиетный столик 6, планку 7, прозрачную плоскопараллельную диэлектрическую пластину 8, фотоэлементы 9 и 10. На чертеже показаны также состояния полйризации световых пучков Е, Еу,, Ер - электрические вектоЕш световой волны 14- ноЕяйаль к пленке 11, п нормаль к прозрачной плоскопараллельной диэлектрической пластине 8,

-УГОЛ падения света на пленку 11

-угол падения света на прозрачную плоскопараляельиую диэлектрическую пластину 8, райшай углу Брюстера для этой пластины при длине световой волНы источника 1 параллельного г 1 к нохроматичвского и линейно поляризованного света, у - угол между электрическим вектором Е падающей на пленку 11 световой волны

и плоскостью падения, А-А - ось вращения предметного столика 6 и планки 7 , О - точка пересечения оси светового пучка с осью вращения пред.метного столика 6 и планки 7.

I Устройство работает следуюпщм обгразом.

Для правильной работы устройства необходимо провести его отлгщку. С этой целью помещают на предметный столик 6 контролируемую пленку 11 и поворотом предметного столика 6 устанавливают угол падения света на пленку 11 лр « 90° Д1ри этом с помощью регулировочного механизма источника 1 параллельного монохроматического и линейно поляризованного света направляют световой пучок

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОадИНЫ и ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ . ПЖЙКИ, содержащее предметный столик, выполненный с возможностью поворота .вокруг оси вращения, параллельной плоскости этого столика, планку, установленную с возможностью поворота вокруг той же оси вращения, последрватрльно расположенные перед пред метным столиком источник параллельного монохроматического и линейно поляризованного света, четвертьволновую фазовую пластинку и поляризатор, фотоэлемент, расположенный на планке, отличаю щеся тем, что с целью повышения производительности измерения, оно снабжено прозрачной плоскопараллельной диэлектрической пластиной, установленной на планке подуглом к направлению распространения отраженного пленкой светового потока, равнш« углу Брюстера для этой плас,тины, при длине световой волны источника параллельного монохроматичесi кого и линейно-поляризованного све- та, двумя поляризаторами, распо л ложенными соответственно на пути отраженного пластиной и прошедс шего через нее светового потока, и вторым фотоэлементом, расположенным за одним из поляризаторов, а первый фотоэлемент установлен за другим поляризатором. о. ел 00