Horiba Sciencific型椭圆椭偏针的UVisel范围使用光弹性调制器以高频（50kHz）执行偏振调制，而无需任何机械运动。
由于这种技术，这些系统具有非常快的优势，没有运动部件，并提供高精度的测量在宽光谱范围，而不需要额外的光学元件。与传统的椭偏仪相比，相位调制使得薄膜厚度和光学常数的表征具有更高的灵敏度。
如何相位调制椭圆仪是否工作？
光学设置
光源是氙灯，其光谱范围从190到2100纳米。通过建立线偏振的第一个偏振器后，光从被研究的样品以斜角(一般为70°)反射。输出头包括光弹性调制器和解析反射光束偏振状态的分析偏振器。
两个偏振器在测量过程中保持固定，而光弹性调制器用于诱导反射光束的调制相移。
光由光栅单色仪分析，该单色仪将每个波长的光依次导向探测器。采用两种类型的探测器:用于FUV-VIS应用的光电倍增管和用于近红外应用的InGaAs光电二极管。
扫描单色仪系统具有可控带宽的优点，提供非常精确的实验光谱，高分辨率对于厚层应用是有用的，以及测量的优异可重复性。现代HORIBA科学单色器能够在短时间内从FUV到NIR进行测量。
配置的配置UVisel相位调制椭圆仪如下图所示。
图1。UVisel的光学设置
描述O.F相位调制技术
什么是光弹性调制器?
光弹性调制器是熔融石英棒，在没有施加应力时表现各向同性行为。光弹性调制器是一种可以描述为双折射调制器的光学元件。
如果将机械应变施加到石英棒，例如通过连接到杆的端部的压电换能器，则调制器变为双折射（N0≠NE）。这意味着当通过它时，光在通过其时比另一个轴快速行进，这产生了不同的相位速度，并且将调制的相移感引起光束。
图2。光弹性调制器工作原理图
什么光弹性调制器在其他形式的极化调制中的优点是吗？
广谱覆盖范围
一个主要的优点是覆盖了从FUV到NIR的宽频谱范围而不需要多个硬件配置，并且在不移动任何光学元件的情况下，UVISEL在宽的频谱范围内提供连续且精确的测量从190到2100nm。
大接受角度
光弹性调制器光学元件具有较大的入射角公差，允许系统更简单的对准。由于光束不需要跟随旋转元件的主轴，这是一个巨大的优势，当在液体电池中进行测量，在沉积/蚀刻反应堆原位。
微门能力
UVisel将基于镜像的光学耦合集成到样品上，在整个光谱范围内提供高达50μm的微门能力。用MicroSpot测量可用于表征半导体晶片，显示材料和生物传感器中的图案化材料。欧洲杯足球竞彩它还提供了具有透明基板的粗糙层和装置的几个优点。
高PSI和DELTA所有值的精度测量
通过测量参数，相位调制椭圆计为任何样本提供所有值的最佳精度：
图3。光子能量（EV）
高灵敏度
椭偏仪的灵敏度是由所使用的所有不同元件决定的。当使用电源作为关键元件时，其50 kHz的调制频率提供了宽的动态范围，无噪声。当结合强大的数字信号平均UVisel相位调制椭圆仪具有与FUV到NIR的极好的信噪比。
快速数据采集速度
相位调制椭偏仪调制频率为50 kHz，响应时间短至1ms/点，具有良好的信噪比。这使得该仪器成为实时过程控制的理想系统，并实时跟踪动态研究和液体表面测量。
先进的测量能力
去极化效果
在非相干反射、粗糙、散射、光谱分辨率不足、非均匀性等情况下会发生退极化。通过测量Is, Ic和Ic '， UVISEL软件允许计算偏振度的定义如下:
P = ()2+（IC）2+（IC'）2
- 当p = 1时，样品没有去极化。
- 当P<1时，样品去极化。
图4。偏振度<1由5μm有机层呈现
穆勒矩阵
UVISEL相位调制椭偏仪最多可以测量11个Mueller矩阵元素。当样品具有去极化和各向异性时，Mueller矩阵测量是有用的。
UVISEL相位调制椭偏仪性能合格
el斜倚精度为δ接近0°的情况：直通过空气测量
椭圆磁性参数绝对已知的唯一材料是空气：直接配置中的椭圆测量值应按定义返回ψ= 45°和Δ= 0°。
图5。在2000毫秒的集成时间下，在UVisel中对UVisel进行的空气直接椭圆测量测量值
Ψ的平均值范围为:44.98º~ 45.02º。Δ的平均值范围为-0.02º~ 0.02º。Ψ和Δ的标准偏差为0.0035和0.0057，这是±0.01º。
椭圆仪准确性和可重复性
标准参考资料欧洲杯足球竞彩
测量的准确性和重复性Uvisel椭圆仪使用美国国家标准技术研究所(NIST)提供的标准参考材料(SRM)进行。欧洲杯足球竞彩标准由硅上的热氧化物和NIST 100 nm组成。
NIST 100 nm给出了以下认证值(对于单层模型):
定义
可重复性定义为在同一位置位置进行的10个静态测量的标准偏差。精度是在10测量和NIST标称值超过10测量的样本性质（厚度和折射率）之间的平均值之间的差异。
表现
在NIST 100nm上以70°的入射角进行10测量，使用跨光谱范围为190-2100nm的积分时间200ms /点。使用了C-Si上的SiO2单层模型。SIO的光学常数2使用经典的Lorentz振荡器分散式公式确定。
结果在整个光谱范围内提供出色的可重复性，显示：
- 平均厚度为973.23±0.11 Å，
- 平均折射率值为1.4627±0.00006。
根据UVISEL以上的定义，特点是：
图6。测量厚度的例子
图7。测量折射率示例
重复性与集成时间
对于通常的应用程序，通常使用每点100ms或200ms的集成时间。
实验条件：
- 测量数量:10在2.75 eV (450 nm)
- 样品：Si上的热氧化物（〜840Å）
- 积分时间:1000 ~ 1ms
表1。实验数据
|
|
|
|
|
|
Ψ(%) |
0.02 |
0.03 |
0.05 |
0.05 |
0.07 |
δ（％） |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.06 |
|
|
|
|
|
|
Ψ(%) |
0.14 |
0.23 |
0.32 |
0.61 |
0.86 |
δ（％） |
0.10 |
0.16 |
0.20 |
0.25 |
0.41 |
结论
基于光弹性调制的椭偏光谱具有很高的精度和重复性。由于这项技术，UVISEL允许高性能和实验多功能性的独特组合，以满足先进的客户需求和应用能力。
图8。UVisel：光谱相位调节椭圆仪
这些信息来源于HORIBA Scientific提供的资料。欧洲杯足球竞彩
有关此来源的更多信息，请访问HORIBA科学。