Устройство для измерения коэффициентов пропускания и отражения плоскопараллельных образцов

Устройство для измерения коэффициентов пропускания и отражения плоскопараллельных образцов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРОПУСКАНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ, содержащее источник потока монохроматического излучения , установленные по ходу излучения I линзовую систему, регулируемую щель, фотоприемник с частично отражающей приемной поверхностью и подвижную каретку для исследуемого образца, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности локального измерения, оно снабжено дополнительным фотоприемником с полностью поглощающей приемной поверхностью, при этом фотоприемник с частично отражающей приемной поверхностью расположен между регулируемой щелью и подвижной кареткой для исследуемого образца под углом к оси цотока излучения так, чтобы отраженный от него поток излучения был перпендикулярен фотоприемнику с полностью поглощающей приемной поверхностью, который установлен за подвижной кареткой. В (Л п ел to ;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК у5д G 01 N 21/59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3424157/18-25 (22) 27.01.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) А. И. Зюбрик, И. В. Савицкий, О. И. Шпотюк и А. О. Матковский (53) 535.241.6 (088.8) (56) 1. Патент Японии № 54-25826, кл. III F опублик. 1979.

2. Патент Великобритании № 1502613, кл. G Ia, опублик. 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРОПУСКАНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ, содержащее источник потока монохроматического излучения, установленные по ходу излучения

„„Я0„„1075124 А линзовую систему, регулируемую щель, фотоприемник с частично отражающей приемной поверхностью и подвижную каретку для исследуемого образца, отличающееся тем, что, с целью повышения точности локального измерения, оно снабжено дополнительным фотоприемником с полностью поглощающей приемной поверхностью, при этом фотоприемник с частично отражающей приемной поверхностью расположен между регулируемой щелью и подвижной кареткой для исследуемого образца под углом к оси потока излучения так, чтобы отраженный от него поток излучения был перпендикулярен фотоприемнику с полностью поглощающей приемной поверхностью, который установлен за подвижной кареткой.

1075124

f5

30

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретнее к оптическим приборам для исследования спектров поглощения и отражения, и может быть использовано, например, для контроля качества полупрозрачных зеркал, идентификация зонной структуры полупроводников и т.д.

Известно устройство для измерения коэффициентов пропускания и отражения плоскопараллельных образцов, содержашее источник излучения, полупрозрачное зеркало и три приемника излучения (1) .

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и большие габариты вследствие наличия большого количества рабочих элементов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения спектров пропускания и отражения плоскопараллельных образцов, содержащее источник потока монохроматического излучения, установленные по ходу излучения линзовую систему, регулируемую щель, фотоприемник с частично отражающей приемной поверхностью и подвижную каретку для исследуемого образца (2) .

Недостатком этого устройства является невысокая точность, связанная с необходимостью калибровки отражательной способности поверхности кремниевого фотогальванического приемника светового излучения.

Кроме того, функциональное разделение циклов измерения отражения и пропускания исследуемого образца приводит к тому, что в каждом из этих случаев световое пятно меняет свое положение на поверхности исследуемого образца.Это не позволяет проводить измерения для одного и того же участка образца, что в случае большой оптической неоднородности материала сказывается на точности полученных результатов.

Целью изобретения является повышение точности локального измерения коэффициентов пропускания и отражения.

Эта цель достигается тем, что устройство для измерения коэффициентов про»ускания и отражения плоскопараллельных образцов, содержагцее источник потока монохроматического излучения, установленные по ходу излучения линзовую систему, регулируемую щель, фотоприемник с частично отражающей приемной поверхностью и подвижную каретку для исследуемого образца, снабжено дополнительным фотоприемником с полностью поглошающей приемной поверхностью, при этом фотоприемник с частично отражающей приемной поверхностью расположен между регулируемой щелью и подвижной кареткой для исследуемого образца под углом к оси потока излучения так, чтобы отраженный от него поток излучения был перпендикулярен фотоприемнику с полностью поглощающей приемной поверхностью, который установлен за подвижной кареткой.

На чертеже представлена схема усгройства.

Устройство для измерения коэффициентов пропускания и отражения плоскопараллельных образцов содержит источник 1 монохроматического излучения, линзовую систему 2, регулируемую щель 3, фотоприемник

4счастично отражающей приемной поверхностью, фотоприемник 5 с полностью поглощающей приемной поверхностью, подвижную каретку 6 для исследуемого образца 7.

Коэффициент отражения фотоприемника

4 л еж ит в п редел а х 35-50%.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 проходит через линзовую систему 2 и регулируемую щель 3. Линзовая система 2 позволяет создавать как параллельный, так и сходящийся и расходящийся световые пучки. Регулируемая ц!ель 3 выделяет из пучка определенную часть его, обеспечивая работу с энергетически нормированным пучком. Пройдя регулируемую щель 3, световой поток под углом 45-55 попадает на фотоприемник

4.

Если подвижная каретка 6 с исследуемым образцом 7 выведена из светового пучка, то после отражения от фотоприемника 4 этот пучек поступит на фотоприемник 5, где поглотится.

Принимаем показания фотоприемника 5 в этом случае за единицу. Поскольку этот фотоприемник не отражает световой поток. а фотоприемник 4 обладает на этой длине волны коэффициентом отражения Rто,,подающий поток равен

1о р о р (<)

Фотоприемник 4 зарегистрируе-. поток п =- Ip- I — — - 1. (2)

Таким образом, R = п 1 (3)

При введении исследуемого образца 7, обладающего на данной длине волны коэффициентом пропускания Т„, и коэффициентом отражения К» в световой пучок, поток 1, частично поглотится исследуемым образцом 7, частично (Iz) пройдет сквозь него и зарегистрируется фотоприемником 5. Отраженная от исследуемого образца 7 часть этого потока Iз = R„ 1, = К„попадет снова на отражающую поверхность фотоприемника 4, которая отразит поток 1 = R.I. = К„R в направлении, противоположном первоначальному пучку 1 .

Обозначим показания фотоприемников

5 и 4 в этом случае соответственно через р и m, Тогда (1о-$) + (4-Q = "+ Rx ККх = и+ К„(1-R); (4) р= I =1,..., (5) 1075 т.е. показания фотоприемника 5 дает непосредственно величину коэффициента пропускания исследуемого образца 7. Учитывая, что R = „— „получаем

m = и + К„"„; (6)

R = (rn - п) (1 + -«!-). (7).

Таким образом, при введении и выведении исследуемого образца 7 из светового пучка по показаниям фотоприемника 4 можно определить величину коэффициента отражения исследуемого образца, а при выведении его из светового пучка — по пока124

4 заниям фотоприемника 5 величину коэффициента пропускания.

Использование изобретения позволит повысить точность определения коэффициентов пропускания и отражения по сравнению с существующими устройствами за счет исключения необходимости проведения калибровки отражательной способности фотоприемников и совмещения процессов определения коэффициентов пропускания и отражения.

Составитель д. Силин

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Корректор В. Б>тяга

3aказ 231/35 Тираж 823 !1од исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП кПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4