Устройство для визуальной индикации эллипсометрических параметров Советский патент 1981 года по МПК G01J4/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЮУАЛЬНОЙ ИНДИКАЦИИ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к фотоэлектри чесним оптико-поляризационным устройствам и может быть использовано в оптической промышленности для быстрого анализа эллипсометрических параметров. Известно устройство, предназначе1П1ое для мгновенной индикации проекдионной картины в виде эллипса поляризации све та на экране осциллографа. Работа устрой ства основана на использовании явления оптического гетеродинирования. 1. Недостатком устройства является слож ность конструкции к настройки. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для визуальной индв, кации эллипсометрических параметров поляризованных) света, содержащее оптически связанные входную щель, компенсатор поляризованный элемент фотоприемника и осциллограф Г2}. Недостатком известного устройства яв ляются сложность конструкции и малая на дежность, обусловленные наличием в уст ройсгве двух идентичных каналов фотоэлектрической регисграцтш световых пучков и необходимостью, тщательной юстировки болыиого количества оптических yi3лов и деталей. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для визуальной индикаоии эллнпсометрических параметров поляризованного света, содержащем оптически связанные входную щель, поляризадионный элемент, фотоприемник и осциллограф, после входной щели последова1ельно по ходу луча установлены модулятор интенсивности света, поляризационный элемент с устройством для его вращения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор с охотками, ротор котрротч) кинематически соединен с поляризационным элементом, а выводы роторной обмотки трансформатора подключены к выходу фотоприемника и выводы каждой из двух статорных обмоток трансформатора под38ключены соответственно к горизонтально- му и вертикальному входам осциллографа, и фотоприемкик. Причем плоскость пропускания поляризационного элемента и его ось вращения расположены в горизонтальной плоскости, а линия полюсов ротора совмещена с линией полюсов одной из статорных обмоМодулятор интенсивности света ыо жет быть размещен между фотоприемником и поляризационным элементом. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. В устройстве имеются входная щель 1, поляризационный элемент 2, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 3, модулятор 4 интенсивности света, устройство 5, вра щения поляризационного элемента, ротор)кая обмотка 6 синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ), статорные обмотки 7 и 8 синусно-косинуоного вращающегося трансформатора, -гори зонтальный 9 и вертикальный iO входы осциллографа. Устройство работает следующим образом. Поляризованное излучение, поступающе через входную щель 1 от исследуемого объекта) прерывается модулятором 4 света. Модулированный световой сигнал проходит через поляризованный элемент 2, приводимый во вращение устройством 5, и попадает на фотокатод ФЭУ 3. Сигнал с выхода ФЭУ подается на роторную обмотку 6. Статорные обмотки 7 и 8 соответственно подключаются в горизонтальному 9 и вертикальному 10 входам осциллографа. Поляризационньгй элемент и ро тор синусно-«осинусного вращающегося трансформатора при вращении связаны меж ду собою посредством зубчатого редуктор с коэффициентом передачи 1:1 и первоначально установлены так, что плоскость пропускания поляризационного элемента и его ось вращения расположены, например, в горизонтальной плоскости, а линия полюсов рютора совпадает с линией полюсов одной из статорных обмоток синусно-коси нусного .вращающегося трансформатора. Если поляризационный элемент 2,зафйк сирован в произвольней положении, то на экране осциллографа высвечивается отрезок прямой, длина которого прямо пропор циональна величине интенсивности светового потока, прошедщего через поляризационный элемент в данном его азимуталь ном положении, а азимутальное положение высвечиваемого отрезка однозначно опреГ7делено азимутальным положением поляризационного элемента. При повороте поляризационного элемента 2 вследствие его кинематической связи с ротором СКВТ одновременно изменяется величина высчевиваемого отрезка и его азимут. Поэтому при непрерывном вращении поляризационного элемента концами высвечиваемого отрезка на экране осциллографа описывается фигура индикатрисы интенсивности пол$физованного света в зависимости от азимутальных положений плоскости пропускания поляризационного элемента. Для того, чтобы по осциллограмме индикатрисы интенсивности поляризованного света . можно было определять отношение величин интенсивностей при различных азимутах поляризационного элемента и эллипсометрические параметры, необходимо перед измерениями расположить плоскость пропускания поляризационного элемента в одной из плоскости исследуемого объекта и совместить при этом линию полюсов ротора трансформатора с линией полюсов из статорных обмоток трансформатора. Предлагаемое устройство не нуждается в тщательной юстировке оптических узлов и требует при эксплуатации меньщей квалификации обслуживающего персонала, а также по сравнению с известными устройствами является более надежным, поскольку содержит значительно меньшее количество оптических деталей и электронных узлов. Формула изобретения 1-. Устройство для визуальной индикации эллипсометрических параметров поляризованного света, содержащее оптически связанные входную щель, поляризованный элемент, фотоприемник и осциллограф, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности устройства, после входной щели в нем последовательно по ходу луча установлены модулятор интенсивности света, поляризационный элемент с устройством для его вращения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор с обмотками, ротор которого кинематически соединен с поляризационным элементом, а выводы роторной обмотки трансформатора подключены к выходу фотоприемника и выводы каждой из двух статорных обмоток трансформатора подключены соответственно к горизонтальному и вертикальному входам осциллографа и фотоприемник. 2. Устройство по п. .1, о т л и ч( а ю щ е е с я тем, что шюскость пропускания поляризационного элемента и его ось вращения располоясены в горизонталь ной плоскости, а линия полюсов ротора совмещена с линией .полюсов одной из статорных обмоток. , 3. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что модулятор интен7сивности света размещен между фотопрть емником и поляризационным элементом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Дмитриев А. Л, Оптика и спектро асопия, 1972, т. 32, с. 191-19S. 2.Дмитриев А. Л., Трофимов В. А. Приборы и техника эксперимента, 1973, № 6, с. 151-152.