Способ измерения спектральныхХАРАКТЕРиСТиК МАТЕРиАлА и уСТРОй-CTBO для ЕгО РЕАлизАции Советский патент 1981 года по МПК G01J3/12 

Изобретение относится к исследован нию спектральных характеристик материалов, в частности для контроля полупроводниковых и диэлектрических. Известны способы контроля материа лов в поверхностном слое - спектрометрия нарушенного полного внутреннего отражения (НПВОгМНПВО) l. Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство , в котором используется спектрофотометр совместно с приставкой НЕВО-МНПВО, ив котором основ ными элементами является источник из лучения, призма, установленная на пути коллимированного светового пучка и контактирующая гипотенуэной гра нью с исследуемым материалом, фотопр емник и регистратор, при этом световая энергия известного спектрального состава подается на поверхностный слой, и регистрируется спектр выходя щей световой энергии 2. к недостаткам относится низкая точность за счет малой длительности контакта светового пучка с измеряемым материалом и сложность конструкции устройства. Цель изобретения - повышение точности измерений и.упроще ние конструкции измерительного устройства. Эта цель достигается тем, что коллимированный световой пучок направляют под критическими углами на поisepxHocTb измеряемого материала,экранируют отраженную световую энергию и регистрируют энергию боковых волн, при этом призма, контактирующая с измеряемым материалом, установлена с возможностью поворота относительно падающего светового пучка на пути отраженного светового пучка помещена диафрагма, а фотоприемник расположен на пути распространения боковых волн. На фиг. 1 представлена схема измерения спектральных характеристик материала; на фиг. 2 - схема устройства. Способ основан на физическом эффекте, заключающемся в том, что световая волна при падении из оптически более плотной среды (показатель преломления п) на границу раздела сред под критическим углом не только отражается, но и распространяется вдоль границы раздела в менее плотной среде (п). Поверхностная световая волна Jnc взаимодействует с исследуемым материалом на границе раздела и частично возвращается назад в оптически более плотную среду в виде бо ковой волны 3f , при этом боковая волна распространяется в оптически более плотной среде также под критическим углом 1цр, определяемым из соотношения .sin - показатели преломления сред зависят от длины волны Л. . Коллимированный световой пуг чок широкого спектрального состава, при изменении угла его падения на границу раздела срел диспергируется через .критические углы на монохроматические составляющие, которые последовательно в виде поверхностных световых волн проходят в измеряемой среде и В93вращаются обратно в эталонную среду в виде боковых волн.

Устройство для измерения спектралных характеристик содержит источник 1 излучения, коллима,тор 2, эталонную призму 3, диафрагму 4, измеря.емы образец 5, поворотное устройство б, приемник 7 излучения, подключенный к регистратору 8 измерений.

Устройство работает следующим образом.

Ск-етовая энергия требуемого спектрального состава от источника 1 излучения коллиматором 2 направляется строго пар.аллельгшм пучком на грнй-цу раздела эталонной призмы 3 с измеряемым образцом.5, Поворотным усройством б, соединенны с регистратором 8 измерений, изменяется угол между световым пучком и границей раздела сред. Световая энергия преломления и отраженных пучков поглащается диафрагмой 4, а энергия поверхностных световых волн, диспергируемых по спектру через критические углы, после прохождения в поверхностном слое измеряемого образца в виде боковой волны воспринимается фотоприемником 7,соединенным с регистратором 8 измерений,где и фиксируется спектрограмма ,

формула изобретения

1. Способ измерения спектральных характеристик материала в поверхностном слое путем подачи световой энегии известного спектрального состава на его поверхность и регистрации спектра выходящей световой энергии, отличающийся тем-, что, с целью повышения точности измерения, коллимированный световой пучок направляют под критическими углами на поверхность измеряемого материала экранируют отраженную световую энергию и регистрируют энергию боковых волн.

2. Устройство, реализующее способ по П-, 1; содержащее источник излучения, призму, установленную на пути . коллимированного светового пучка и контактирующую- гипотенузной гранью .с исследуемым материалом, фотоприемник и регистратор, о т л и ч.аю щ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкции, призма установлена с возможностью поворота относительно падающего светового пучка, на пути отраженного светового пучка помещена диафрагма, а фотоприемник расположен на пути распространения боковых волн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Харрик Н, Спектроскопия внутМир

реннего отражения, М., с, 21-41.

2. Там же, с. 307-309.

X/X X А/ X XX .чХ Ч /