Устройство для регистрации люминесцентного излучения

Устройство для регистрации люминесцентного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптическим средствам измерения. Цель изобретения - повышение чувствительности. Устройство содержит зеркало в виде эллипсоида вращения, ограниченное плоскостью, проходящей через ближний по отношению к вогнутой поверхности зеркала фокус перпендикулярно оптической оси. Образец расположен в ближнем к источнику излучения фокусе. 2 ил.

Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ,у == РЕСПУБЛИК (19) (И) 514 (51)5 G 01 N 21 64

ГОС

ПО И

ПРИ

АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

БРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Т СССР

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

КА

TOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) (22) (46) (72)

В.М. (53) (56)

Аппа лиза.

3 ный с. 8 жены кривые распределения фотолюминесценции арсенида галлия, полученные на предлагаемом устройстве— кривая 12, и на известном устройстве — кривая 13.

Использованием свойств эллиптического зеркала достигается увеличение чувствительности устройства.

Кроме того, размеры эллиптического зеркала ограничены плоскостью, проходящей через ближний к выгнутой поверхности зеркала фокус, перпендику- лярно оптической оси.

Таким образом, в устройстве эл,липтическим зеркалом собирается все .люминесцентное излучение (эа исклю:чением излучения, экранируемого держателем образца), испускаемое возбужденной областью поверхности образца, и направляется на входную щель регистрирующего прибора, что приводит к повьппению чувствительности по сравнению с известным устройством °

И ким быть иссле приме водст элек

Це ствит рации плоск

На схема минес разцо рений

Ус излуч о.твер образ оптич верка теля, ющую

465 045 2/2 4-2 5

05. 12. 88

23. 11.90. Бюл. N 43

В.И.Бородыня, И.С.Гавриленко, алюжный и В.И.Осинский

542.43(088.8)

Каралис В.Н., Корнеева Э.Я. атура для флуоресцентного ана— М., 1 970, с. 22, 99-101. йдель А. Н. Атомно-флуоресцентнализ. - Л.: Химия, 1983, обретение относится к оптичесредствам измерения и может использовано при люминесцентных ованиях плоских образцов, на- полупроводниковых, в произе активных элементов микрооники. ь изобретения — повьппение чувльностн устройства для регистлюминесцентного излучения х образцов. фиг. 1 изображена оптическая устройства для регистрации люентного излучения плоских обна фиг. 2 — результаты измеройство содержит источник 1 ния, эллиптическое зеркало 2, тие 3 в зеркале, держатель 4, ц 5, регистрирующий прибор 6, скую ось 7, ближний фокус 8 а, базовую плоскость 9 держа- дальний фокус 10, ограничивалоскость 11. На фиг. 2 изобра2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЛЮшИНЕСЦЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к оптическим средствам измерения. Цель изобретения — повышение чувствительности. Устройство содержит зеркало в виде эллипсоида вращения, ограниченное плоскостью, проходящей через ближний по отношению к вогнутой поверхности зеркала фокус перпендикулярно оптической оси. Образец расположен в ближнем к источнику излучения фокусе. 2 ил.

1608514

i0

30 !

55

Диаметр отверстия в эллиптическом зеркале выбирают больше или равным диаметру пучка возбуждающего излучения, так как в пртивном случае не все возбуждающее излучение принимает участие В возбуждении люминесценции, что приводит к ухудшению чувствительности устройства. Кроме того, диаметр отверстия не должен превышать величину f d>/f -fg, так как в противном случае часть люминесцентного излучения уходит сквозь отверстие в эллиптическом зеркале, не попадая на регистрирующий прибор.

В качестве источника излучения был использован гелийнеоновый лазер типа ЛГ-75/1. Возбуждающее когерентное монохроматическое излучение направляли через отверстие 3 диаметром

5 мм в эллиптическом зеркале 2 перпендикулярно исследуемому образцу 5.

Образец 5 был изготовлен из монокристалла арсенида галлия размером 2х2х0,3 мм. Образец 5 располагали на держателе 4 в ближнем от вогнутой поверхности эллиптического зеркала 2 фокусе 8. Эллиптическое зеркало 2 ограничено, плоскостью ii, проходящей через этот же фокус 8 перпендикулярно оптической оси 8. Отраженное от поверхности образца 5 излучение уходит через отверстие 3 в эллиптическом зеркале 2 в окружающее пространство. Люминесцентное излучение, которое испускалось поверхностью образца 5; все полностью, за исключением излучения, экранируемого держателем 4 образца 5, фокусировалось на регистрирующем приборе 6 типа поверхности эллиптического зеркала фокусе 10.

Регистрируемый сигнал, полученный на предлагаемом устройстве, в 12 раз превышает сигнал, полученный на известном устройстве.

Использование эллиптического зеркала выгодно отличает предлагаемое устройство регистрации люминесцентного излучения плоских образцов от известного, так как в этом случае значительно повышается чувствитель-, ность устройства, особенно при регистрации слабосветящихся образцов, Диаметр держателя выбирают в

1,5 раза больше диаметра отверстия в эллиптическом зеркале, так как при

d d >. В случае если d,,cid>, будет экранироваться значительная часть люминесцентного излучения, отраженного от поверхности зеркала, что также приведет к снижению чув-, ствительности устройства.

Выполнение устройства для регистрации люминесцентного излучения плос" ких образцов может быть различным.

Пример 1. Диаметр пучка возбуждающего излучения d ранен 4 мм, диаметр отверстия в зеркале dg равен 4 мм, диаметр держателя образца dz равен 6 мм.

Расстояние от поверхности .зеркала до дальнего фокуса равно

80 мм, расстояние от поверхности зеркала до ближнего фокуса f g равно

40 мм.

80 6

4 = 4(— — — = 12мм.

30-40

Сигнал на регистрирующем приборе равен 30 мВ.

Пример 2. Диаметр пучка возбуждающего излучения d< равен 4 мм, диаметр отверстия в зеркале d z равен

9 мм, диаметр держателя образца d равен 6 мм.

Расстояние от поверхности зеркала до дальнего фокуса f равно

80 мм, расстояние от поверхности зеркала до ближнего фокуса fg равно

40 мм.

4 мм 9 мм(12 мм.

Сигнал на регистрирующем приборе равен 30 мВ.

Пример 3. Дмаметр пучка воз-, буждающего излучения d равен 4 мм, диаметр отверстия в зеркале d < равен

3 мм, диаметр держателя образца d j равен 6 мм.

Расстояние от поверхности зеркала до дальнего фокуса равно 80 .мм, расстояние от поверхности зеркала до ближнего фокуса равно 40 мм.

d c d; 3 мм(4 мм.

Сигнал на регистрирующем приборе равен 17 мВ.

Пример 4. Диаметр пучка возбуждающего излучения dg равен 4 мм, ди ве л рас б ра чу ве со вь из то св но вы ко со ра пр ро

30 рмула из о бре тения нес .опт ния при стройство для регистрации люмиентного излучения, включающее чески связанные источник излучеобразец и приемник излучения, ем на оптической оси источника

5 160851 метр отверстия в зеркале d> ра14 мм, диаметр держателя образц в d равен 6 мм.

Расстояние от поверхности зеркадо дальнего фокуса f равно 80 мм, стояние от поверхности зеркала до его фокуса fр равно 40 мм.

3 > 806

d)-- — — = — — — = 12мм.

80-40 10

К

Сигнал на регистрирующем приборе ен 28 мВ.

Устройство обладает повышенной ствительностью по сравнению с иэтным устройством в 10-15 раэ..

Таким образом, за счет более выой чувствительности устройства поается достоверность результатов ерения плоских образцов даже в 20 случае, если они являются слаботящимися, что необходимо при техогическом контроле полупроводникоматериалов (возможность отбраки полупроводниковых структур, не 25 тветствующих требуемым парамет) на стадии входного контроля при изводстве активных элементов миклектроники.

4 6 размещено зеркало, выполненное в виде эллипсоида вращения с отверстием„ -и в одном иэ фокусов эллипсоида установлен образец, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности, источник излучения размещен вне зеркала и связан с образцом через отверстие в зеркале, при этом образец установлен на непрозрачном для излучения держателе,. расположенном перпендикулярно оптической оси, а зеркало ограничено плоскостью, проходящей перпендикулярно оптической оси через фокус в котоФ

Э ром установлен образец, в другом фокусе зеркала расположен приемник излучения, при этом диаметр держателя образца не менее чем в 1,5 раза больше диаметра пучка источника излучения, а величина диаметра отверстия в зеркале удовлетворяет соотношению

fg dç

d c d

23 где d — диаметр пучка источника излучения;

dg — диаметр отверстия в зеркале;

f — расстояние по оптической оси от вогнутой поверхности зеркала до дальнего фокуса;

d> — диаметр держателя об>азцов;

fg — расстояние по оптической оси от вогнутой поверхности зеркала до ближнего фокуса.

1 7

1608514

1f ЕФ

Составитель О.Бадтиева

Техред Л, Сердюкова

Редактор Е.Папп

Корректор М. лароши

Заказ 3610 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101