椭圆偏振法是一种非常灵敏的光学技术,为薄膜计量提供了卓越的能力。椭圆偏振法利用光的相位信息和偏振状态,因此可以实现埃级分辨率。椭圆偏振法的主要优点是其无损特性、高灵敏度和宽测量范围。通过这种技术可以精确测定薄膜的厚度和折射率等光学参数。
椭圆偏振仪中,圆偏振光入射到测试基板上,然后分析线性偏振的反射光的偏振变化。该仪器由两个同心旋转臂组成,旋转臂围绕固定在重型底座上的精确刻度盘。激光源固定在一个臂上,检测器组件固定在另一个臂上。刻度盘具有 1° 刻度和通过游标实现的0.1°分辨率。激光源和检测器的电源分开放置。偏振器、分析器和四分之一波片被固定在光路中的精密旋转台上,其刻度精确,范围为0-360°,分辨率为0.1°。格兰-汤普森棱镜用于偏振器和分析器。
可做实验: 研究薄膜的折射率 薄膜样品的厚度
样品放置在精密微米驱动的垂直台上,高度调节范围为10mm,分辨率为0.01 mm。激光源的入射角可在30°和90°之间调整。对于零点法,如果需要,可以用微型屏幕代替检测器,以便目视确定零点。
如图所示,随机偏振的激光光 (532nm) 穿过偏振器,将光的偏振从随机偏振变为线性偏振。然后,线性偏振光穿过四分之一波片(将快轴设置为45度),将偏振状态从线性变为圆形。圆偏振光经过样品薄膜反射后变成线偏振光,分析器可测量偏振度。