Кювета для эллипсометрических исследований различных объектов в жидких средах Советский патент 1981 года по МПК G01N21/03 

(54) КЮВЕТА ДЛЯ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ В ЖИДКИХ СРЕДАХ

Изобретение относится к оптической технике, а именно к конструкции оптических устройств, называемых яче ками или кюветами,.- применяемых для пропускания направленного луча света на исследуемый объект. Такие устройства используются, в частности, при измерении толщины тонких поверхностных слоев или при исследовании физико-химических свойств поверхностей при протекании на них электрохимичес ких или адсорбционных процессов, например при изучении процессов, проте кающих на поверхности электродов, использующимися в химических источниках тока. Кюветы являются составной съемной частью эллипсометрической устано ки, с помощью которой производятся измерения, оптических констант и толщины тонких слоев на исследуемых поверхностях объектов путемизмерения коэффициента отражения света от поверхности. Известны кюветы с постоянно зафйксированными в одном положении оптическими окнами, в которые под постоянным углом падает луч света l . Однако такие кюветы не обеспечивают получение необходимой информации о поверхности исследуемой детали, что приводит к понижению надежности результатов эксперимента или исследо вания. Наиболее близкой к предлагаемой является кювета, имеющая цилиндрический корпус из тефлона, в который вмонтированы оптические окна из кварца или стекла, установленные на подвижных шарнирах-держателях. Исследуемая деталь помещается во внутрь цилиндра, заполненного необходимой средой 1,2, Для направления луча света в оптическое окно и отражения его от поверхности изделия в другое оптическое окно необходимо производить юстировку оптических окон перпендикулярно падающему и отраженному лучам, Эта операция достаточно сложная и длительная Кроме того, выполнение- оптических окон на шарнирах не обеспечивает дос таточной герметичности кюветы, в результате чего при ее юстировке проис ходит просачивание эксплуатационной среды на аппаратуру, что при работе с агрессивными жидкостями приводит к повреждениям аппаратуры. Цель изобретения - расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости их проведения. Поставленная цель достигается тем что кювета для эллипсометрических исследований различных объектов в жи ких средах, содержащая полый корпус и выполненные из кварца участки для прохождения луча света, выполнена составной из герметично соединенных полусферы из кварцевого оптического стекла и плоского основания. При этом основание выполнено из кварцевого оптического стекла. На чертеже изображена предлагаемая кювета. Кювета имеет форму полусферы с полостью 2 со стенкой постоянной толщины и плоским основанием 3, герметично соединенным по плоскости с торцовой частью полусферы. В верхней части полусферы может быть отверстие 4 для помещения внутрь кю веты исследуемого объекта и жидкой среды. Выполнение кюветы сферической формы позволяет направить луч света под любым углом к поверхности исследуемого образца при постоянном перпендикулярном прохождении его че рез стенки кюветы, 4iTO позволяет менять угол падения луча и получать тем самым необходимый объем экспери ментальной информации. Герметичност соединения кюветы-полусферы, с основанием может быть обеспечена сваркой, склеиванием, пришлифовкой и др гими известными способами. Выполнен кюветы герметичной устраняет утеч-ку агрессивной жидкой среды. Кроме того, выполнение полусферы из кварца исключает попадание загря няющих примесей в исследуемую систему, что особенно необходимо при и следованиях электрохимических и адсорбционных процессов. Устройсгво работает следующим об разом. 14 Перед проведением эллипсометрических измерений исследуемый образец помещается в кювету таким образом, что его поверхность совпадает с плоскостью большого круга сферы. Далее кювета устанавливается на подвижном столике эллипсометра и с помощью микрометрических винтов столика (деталей эллипсометрической установки) передвигается относительно падающего луча света до того положения, когда световой луч падает перпендикулярно на ее стенку. Это положение кюветы, при котором отраженный от поверхности образца луч также перпендикулярен противоположной стенке кюветы, легко регистрируется по отраженному от стенки зайчику, положение которого должно совпадать с положением источника света. Использование предлагаемого устройства позволяет расширить диапазон исследований, уменьшить время экспериментов в несколько раз (примерно на 30-60 мин при смене угла падения луча света), т.е. для одной измерительной операции сократить время эксперимента на 2,5-3 ч. Кроме того, исключается повреждение эллипсометрической установки агрессивной средой и гарантируется максимальная чистота проведения эксперимента. Формула изобретения 1.Кювета для эллипсометрических исследований различных объектов в жидких средах, содержащая полый корпус и выполненные из кварца участки для прохождения луча света, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона исследований и снижения трудоемкости их проведения, кювету вьшолнена составной из герметично соединенных полусферы из кварцевого оптического стекла и плоского основания. 2.Кювета по п. I, отличающаяся тем, что основание выполнено из кварцевого оптического стекла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Горщков М.М. Эллипсометрия, М,, Советское радио, 1975, с. 0. 2.Авторское свидетельство СССР № 437462, кл. G 01 N 21/04, 1972 (прототип).