Эллипсометрический способ измерения расстояния или плоскостности

(55 0 01 В 15/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ВСЕСОВЗНЦ;афатн -теменеЯь 1ТЕ:К ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рении за счет миражений от контК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт прикладной физики АН БСС(54) ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ИЛИ ПЛОСКОСТНОСТИ(57) Изобретение относится к измерительной технике, Целью изобретения являетсяповышение точности изменимизации паразитных от Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной и радиотехнической промышленности для измерения расстояний или плоскостности металлических конструкций и материалов.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет минимизации паразитных отражений от контролируемой поверхности и повышения чувствительности фазового сдвига ортогонально поляризованных составляющих излучаемой СВЧ-волны к величине контролируемого параметра.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; нэ фиг. 2 - градуировочная зависиролируемои поверхности и повышения чувствительности фазового сдвига ортогонально поляризованных составляющих СВЧ-волны к величине контролируемого параметра. СВЧ- колебания переменной частоты линейно поляризованные под углом 45 к плоскости падения волны, направляют на контролируемую поверхность через диэлектрическую призму, боковые грани которой устанавливают перпендикулярно падающему и отраженному излучению, а основание . параллельно контролируемой поверхности, угол падения СВЧ-волны выбирают больше критического, измеряют эллиптичность отраженной волны, определяют длину А волны излучения, соответствующую минимальной эллиптичности, а о величине контролируемого параметра судят по зависимости, связывающей его с измеренным значением длины Я,. 3 ил. мость величины зазора д между основанием призмы и контролируемой поверхностью от длины волны А, при которой эллиптичность отраженной волны принимает минимальное значение, диэлектрическая проницаемость материала призмы г = 2,56, угол падения р=40 (кривая 1) и 45 (кривая 2); на фиг, 3 - типичные зависимости эллиптичности от длины волны при величине воздушного зазора 6=0,5 мм и углах падения 40 (кривая 1) и 45 (кривая 2),Способ измерения расстояния или плоскостности осуществляется устройством, содержащим последовательно установленные свип-генератор 1, поляризатор 2, диэлектрическую призму 3, контролируемый образец 4, делитель 5, волны на две ортого1657952 Фиг.1 нвльно поляризованные составляющие, первый 6 и второй 7 детекторы СВЧ-излучения, измеритель 8 отношений, экстрематор 9 и блок 10 обработки,Способ осуществляется следующим образом.Линейно поляризованные колебания, частота которых плавно изменяется в диапазоне перестройки используемого свипгенератора 1, а азимут составляет 45 с плоскостью падения, направляют через поляризатор 2 на основание диэлектрической призмы 3 под углом, большим критического угла (полного внутреннего отражения), причем боковые грани призмы 3 составляют 90 с направлением распространения волны. После взаимодействия с контролируемым образцом 4 принимают отраженное излучение и измеряют его эллиптичность, для чего с помощью делителя 5 разделяют отраженную волну на две составляющие, интенсивности которых пропорциональны соответственно большой и малой составляющей эллипса поляризации, детектируют каждую из них с помощью первого б и второго 7 СВЧ-детекторов и направляют продетектированные сигналы соответственно на первый и второй вход измерителя 8 отношений. Выходной сигнал с измерителя 8 отношений, равный отношению сигналов, пропорциональных интенсивности малой и большой полуоси эллипса поляризации, поступает на вход экстрематора 9, который в момент достижения минимального экстремумаэллиптичности подает сигнал на управляющий вход блока 10 обработки На измерительный вход блока 10 обработки поступает пилообразное напряжение пропорциональное частоте свип-генератора 1, В момент прихода управляющего сигнала с экстрематора 9 в блоке 10 обработки регистрируется частота излучения в точке мини мума эллиптичности,по величине которой спомощью градуировочных зависимостей, предварительно записанных в памяти блока 10 обработки определяется величина контролируемого параметра.10 Формула изобретения Эллипсометрический способ измерения расстояния или плоскостности, заключающийся в том, что контролируемую 15 поверхность облучают электромагнитной волной через поляризационный элемент, принимают отраженное от контролируемой поверхности излучение и регистрируют его поляризационные параметры, о т л и ч а ю щ и й с я гем, что, с целью повышенияточности измерений, излучаемую СВЧ-волну переменной частоты линейно поляризуют под углом 45 к плоскости ее падения и направляют на контролируемую поверх ность через диэлектрическую призму,боковые грани которой устзнавливают перпендикулярно падающему и отраженному излучению, а основание - параллельно контролируемой поверхности, угол падения 30 СВЧ-волны на основание призмы выбирают больше критического, измеряют эллиптичность отраженной волны, определяют длину волны х излучения, соответствующую минимальной эллиптичности, а о вели чине контролируемого параметра судят позависимости, связывающей его с измеренным значением1651952 12 Яб 25 А Редак ектор А. Осауленк аказ 1708 Тираж 379 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1011 О -15 гаиг. 2 Фиг, 3 Составитель П. Лапшин Техред М.Моргентал