Способ определения параметров элипса поляризации

(19) И 21/21 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Е 53 инсти- усском ог т)е Г орс Р982ТРО может ни териа Изобретение о-измерительн спользовано в относится к к может быть едованиях,техник аучных исслмической и их обэлектроннои, х ластях промьппл и контроля сво еделени материа ннос ств и толщинь ов и слоев. Целью изобретения я ия точности определенется повыш параметров лок-схемания способаследовательлуча источГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЮЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР. Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательскитут ядерных проблем при Белогосударственном университетеим, В.И. Ленина(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕЭЛЛИПСА ПОЛЯРИЗАЦИИ(57) Изобретение относится крольно-измерительной техникебыть использовано для определконтроля свойств и толщины м эллипса поляризации,На чертежв приведена устройства для осуществл Устройство содержит и но расположенные по ходулов и слоев. Целью изобретения является повьппение точности измерения параметров эллипса поляризации, Повышение точности измерения параметров эллипса поляризации достигается за счет компенсации изменения состояния поляризации исследуемого излучения в первом измерительном канале после ответвления во второй и третий измерительный каналы линейно поляризованных под угломер п и/2 (и - любое целое число) друг к другу составляющих пространственного разделения пучка в первом канале на две ортогональных циркулярно поляризованных компо-: ненты, Способ позволяет измерять па- д раметры эллипса поляризации в непрерывном и в импульсном режимах. Спектральный диапазон определяется областью прозрачности светоделительных призм, а временные характеристики - быстродействием приемников излучения. Бил. Май ник 1 излучений, фокусирующее устройство 2, поляризатор 3, исследуемыйматериал 4, первую призму 5, вторую призму 6, третью призму 7, фокусирующее устройство 8, фотоприемники 9 и 10, пиковые детекторы 11 и12 и аналого-цифровые преобразователи 13 и 14 в первом канале. Крометого, устройство содержит фотоприемник 15, пиковый детектор 16 ианалого-цифровой преобразователь 17во втором канале, фотоприемник 18,пиковый детектор 19 и аналого-цифровой преобразователь 20 в третьем ка 1518728цц.с., а также вычислительное 21 ирс гцстрцрующее 22 устройства.Способ осуществляют следующим образом.Излучецце источника 1 фокусируютустройством 2, линейно поляризуютполяризатором 3 и направляют на исследуемый образец. Отраженное излучение, имеющее в общем случае эллиптическую поляризацию, направляют подуглом Брюстера на грань первой светоделительной призмы 5, От второй грани призмы 5 под углом Брюстера отражают излучение с ортогональной поляризацией относительно поляризации излучения, отраженного во второй канал.Таким образом, поляризация излученияце претерпевает изменений после прохождения первой призмы, Аналогичноработает вторая призма 6, которая от,ветвляет в третий канал излучение споляризацией, составляющей уголИ 4 п 1/2 с поляризацией излучения, ответвлснцого во второй канал,.Третьейпризмой 7 излучение разлагают ца двесоставляющие круговой поляризации,которые фокусируют устройством 8 нафоточувствительные площадки фотоприемников 9 и 10. Сигналы фотоприемников первого канала 9 и 10 послеликового детектирования пиковыми де-текторами 11 и 12 оцифровывают аналого-цифровыми преобразователями 3и 4, Аналогичным образом регистрируют излучение во втором 1,элементы15, 16 и 17) и третьемэлементы 18,19 и 20) каналах. Значения амплитудинтенсивности излучения в первом,втором и третьем каналах в цифровомвиде поступают на вычислительное устройство 21, в котором вычисляютсяпараметры эллипса поляризации. Поих значениям определяют свойства материалов и их толщины, значения которых фиксируются устройством 22 регистрации,Поскольку на призму 7 попадаетизлучение без искажения поляризации,сумма интенсивности потоков излучения круговой поляризации с противоположно вращающимися векторами поляризации "правым" А, и "левым" - Аравна большой полуоси эллипса поляризации а=А,+А 1, а разность - малой полуоси Ь= А,-А . Направлециввращения вектора эллипса поляризацииопределяется отношением амплитуд"влево 1 и цвираво" вращающихся иото 45 50 55 О 15 20 30 35 40 ков (А,/А, - вращение правое;А /Л с - вращение левое). При А,/А 1 1 анализируемая поляризация линейная и це имеет направления вращения. Для определения эллиптичности ,=Ь/а и направления вращения достаточно знать лишь отношение А 1/А =К. Положение большой оси эллипса поляризации (азимут) однаэначно определяется по значениям амплитуд второго и третьегоканалов при известных значениях аи Ъ. Таким образом, предлагаемыйспособ позволяет измерять все параметры эллипса поляризации как в ста.ционарном режиме, так и в импульсном и регистрировать поляризационныеспектры в широком диапазоне частот(диапазоц частот ограничивается лишьпоглощением материала призм). Временные характеристики способа ограничиваются лишь быстродействием приемников излучения,Высокая точность измерений дости" гаетсФ за счет следующих факторов исключение переотражений между плоскопараллельными поверхностями, которые снижают точность измерений; ис" ключецие необходимости применения делительных устройств, вносящих погрешность в измерения; исключение необходимости механического изменения угла наклона оптических осей анализирующих элементов при изменении длины волны падающего излучения, которая значительно усложняет измерения и снижает их точность; нет необходимости в компенсации сдвига фаз ортогональных составляющих излучения, а следовательно, нет необходимости в применении компенсатора, сужающего оптический диапазон измерений. Формула изобретения Способ определения параметров эллипса поляризации, заключающийся в облучении исследуемого материала линейнополяризованным излучением, формировании из отраженного излучения первого измерительного канала, ответвлении иэ первого измерительного канала части линейно поляризованного из" лучения во второй и третий измерительные каналы, регистрации интенсивностей излучения во всех трех измерительных каналах, по значениям которых определяют параметры эллипса поляриЗаказ 6600/48 тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 зации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров эллипса поляризации, в третий измерительный канал ответвляют излучение, поляризован-. ное под углом о( относительно плоскости поляризации излучения во второмМ измерительном канале при с( Фп -2 где п " целое число, компенсируют изменение поляризации излучения в 28 6первом измерительном канале при ответвлении части излучения во второйи третий измерительные каналы, разлагают излучение в первом измерительном канале на две циркулярно поляризованные составляющие, измеряют интенсивности излучения обоих составляющих в первом измерительном канале,по результатам полученных измеренийсудят о параметрах эллипса поляризации.