Микрополяриметр для определения малых толщин пленок Советский патент 1959 года по МПК G01J4/00 G01B9/10 G01N21/21 

Существующие оптические методы измерения толщин пленок, основанные на измерении интенсивности отраженного света (интерференцион-ные методы), неприменимы к очень тонким пленкам, толщина которых значительно меньще длины волны освещающего света, а для измерения пленок, толщина которых значительно больще длины волны, эти методы (как и поляриметрические) неудобны из-за неоднозначности определения толщины.

Поляриметрический метод, хотя и применим к пленкам, толщина которых доходит до одного ангстрема, но обычно при этом применяют сложные и дорогие приборы (поляризационные спектрометры), не обеспечивающие высокой точности измерений и предполагающие, что пленка равномерна по толщине.

Предлагаемый прибор, выполненный в виде вертикального гониометра с осветителем, поляризатором, поляризационным микроскопом в качестве анализатора и со спектральным окуляром, может быть использован для измерения как интерференционным, так и поляриметрическим методами пленок, толщиной от нескольких ангстрем до нескольких микронов. Применение в приборе поляризационного микроскопа позволяет исследовать пленки, неравномерные по толщине, удещевляет аппаратуру, упрощает ее сборку (поляризационные микроскопы выпускаются серийно) и повыщает возможность измерительной схемы.

На фиг. 1 изображена принципиальная оптическая схема микрополяриметра; на фиг. 2 и 3 - его конструкция.

Для однозначного и быстрого измерения толщин пленок, превыщающих длину волны света, пленку следует освещать лампочкой накаливания или вольтовой дугой и рассматривать отраженный свет через спектроскоп прямого зрения (при освещении параллельными лучами) или с помощью спектрального окуляра. В обоих случаях в спектре отраженного света будут видны темные полосы интерференции, по числу, поло№ 125060

жению и контрастности которых определяют толщину лленки, что достигается также комбинацией поляризационного микроскопа со спектральным окуляром.

Микроскоп 1 имеет пластинку четверть волны и анализатор-поляроид с лимбом для отсчета углов поворота анализатора, расположенные перед объективом микроскопа. За окуляром расположена съемная спектральная насадка к окуляру. Осветитель 2 имеет два сменных источника света. Источником белого света служит лампа ,.помещенная в кожух с воздуЩным охлаждением. Источник монохроматического света дает зеленую линию ртутной дуги и состоит из лампы ПРК-4 со светофильтро.м, помещенной в кожух с водяным охлаждением. Осветитель имеет рабочую щель, проектируемую объективом на образец и аппарат фную щель. За объективом, по ходу светового луча, расположен поляризатор-лоляроид, снабженный лимбом для отсчета углов поворота поляризатора. Образец укрепляется на столике 4 с кронштейном, который перемещается на колонке 5.

Осветитель и микроскоп при помощи планетарной передачи совместно вращаются вокруг горизонтальной оси, проходящей через точку пересечения их оптических осей. Углы поворота осветителя и микроскопа отсчитываются По лимбу и нониусам и могут изменяться в пределах 30-1220°. Ось вращения осветителя и микроскопа закрепляется на колонке 5, расположенной на массивном основании 6. Осветитель и микроскоп могут перемещаться вдоль оптической оси. В горизонтальной плоскости прибор устанавливается тремя подъемными винтами по двум уровням 7 и S, укрепленным на основании.

Предмет изобретения

Микрополяриметр для определения малых толщин пленок поляризационным и интерференционным методами, отличающийся тем, что, с целью исследования неоднородных по толщине пленок и повыщения их точности определения, он выполнен в виде совокупности вертикального гониометра и служащего анализатором поляризационного ми:г кроскопа, снабженного спектральным окуляром.