Устройство для изменения угла падения луча на образец

(39) (1) й)з 6 01 В 9/10 БРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ ОУ АВТ олитех.Торчиндований. НИЯ УГЛ 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИ(86) Приборы для научных ис1987, М 10, с,70 - 75,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕПАДЕНИЯ ЛУЧА НА ОБРАЗЕЦ Р 7) И ной т ния у непод цеи и ния Устро ник из устан вокру держа ния. 1 зобретение относится к измерительехнике и предназначено для изменегла падения луча на образец при вижных источнике излучения, образриемнике излучения, Цель изобретеповышение производительности. йство содержит неподвикный источлучения "лазер 1, плоское зеркало 2, овленное с возможностью вращения оси, два эллиптических зеркала 3 и б, тель б обраЗца и приемник 7 излучеил,55 Изобретение относится к измерительной технике и необходимо при измерениях коэффициента отражения лазерного луча от угла его падения в фиксированной точке образца.Измерение угловой зависимости коэффициента отражения луча. используется в научных и прикладных исследованиях, например при интерференционном измерении толщины пленок, анализе дефектов на поверхности полупроводника, лазерном зондировании электранно-дырочнай плазмы в полупроводниках. Устройство. мажет использоваться при измерениях толщины тонких пленок, полупроводниковых слоев в приборо- и машиностроении, а также во всех научных и прикладных исследованиях, где необходимо получение угловых зависимостей отраженного или прошедшего через слой вещества излучения при неподвижных источнике, приемнике излучения и образце, на который излучение падает.Известны устройства, позволяющие изменять углы падения луча света на образец (гониометры),Известен автоматизированный гониометр, содержащий кольцевой лазер, фотоэлектрический автокаллиматор и устройства обработки и информации. 8 этом устройстве угол падения луча на образец меняется при поворота платформы, на которой закреплен образец. Источник светового излучения и фотоприемник установлены адин против другого и предназначены для фиксации момента перекрытия непрозрачным эк 1 лном светового потока ат источника,Недостатком этого устройства является недостаточно высокая скорость процесса измерения, В тех случаях, когда требуется изменение угла падения луча о диапазоне 60 производить за время, меньше 0,1 с, это устройство неприменимо. так как механически изменить взаимное положение всех элементов, излучателя; образца и приемника за такое время невозможно.Известно устройство, содержащее лазер, фотоприемник и конструкцию в, виде пантаграфа, избранное в качестве прототипа 1. На одном из звеньев пантографа укреплен лазер, на другом - фотоприемник, измеряющий интенсивность излучения после его отражения от образца, Измеряемая точка образца находится на оси нижнего шарнира пантографа. Устройство обеспечивает проведение измерений за время, больше 10 с.Существенным недостатком устройства, являющегося прототипом. является недостаточно высокая скорость измерений, на что указывают сами авторы устройства. Вчастности, с помощью устройства, выбранного о качестве прототипа, невозможно измерять толщину жидких пленок в процессе5 их растекания. Кроме того, использованиепантографа в качестве устройства. изменяющего угол падения луча на образец, и риводит к большим погрешностям измерения впроцессе эксплуатации, так как при измере 10 нии происходит механическое перемещение элементов пантографа, а также лазераи фотоприемника,Целью изобретения является повышение скорости и точности измерений и, соот 15 ветственно, расширение областиприменения и создание возможности автоматизации (например, при массовом контроле).Эта цель достигается тем, что устрайст 20 во содержит неподвижный источник излуче. ния - лазер 1, плоское.вращающеесязеркало 2, неподвикные эллиптические зеркала 3 и 6. держатель 5 образца, установленный так, чтобы облучаемая точка образца 425 была в совпадающихнижнихфокусахэллиптических зеркал 3 и 6,.приемник 7 излучения.Работа устройства осуществляется следующим образом. Излучение источника 130 падает на плоское вращающееся зеркало 2,отразившись от которого оно падает на неподвижное эллиптическое зеркало 3, в верхнем фокусе которого находится осьвращения плоского зеркала 2: отразившись35 от эллиптического зеркала 3 излучение падает на образец 4, держатель 5 которогоустановлен так, чтобы фиксированная точкаобразца, на которую падает излучение, совпадала с нижними фокусами эллиптических40 зеркал 3 и 6. Отраженное от образца излучение фокусируется затем эллиптическимзеркалом 6 на приемнике излучения 7, который расположен в верхнем фокусе эллиптического зеркала 6.45 При вращении зеркала 2 отраженный отнего луч скользит по поверхности эллиптического зеркала 3, отражаясь от которого он постоянно попадает в нижний фокус эллиптического зеркала 3 (где также находится 50 фиксированная тачка 4 образца), но под непрерывно изменяющимся углом падения. Отраженный от образца луч, исходящий из нижнего фокуса зеркала 6, после отражения от поверхности этого эллиптического зеркала попадает в верхний фокус зеркала 6, где находится фотоприемник 7.Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет изменение угла падения очень быстро (до 0,001 с), имея всего один подвижный элемент, при этом источник. фо1772609 топриемник и образец остаются неподвижными. Составитель И. ТорчинскийТехред М.Моргентал Корректор О. Кравцова Редактор Заказ 3837 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб., 4 Ю Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретенияУстройство для изменения угла падения луча на образец, содержащее источник и приемник излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено оптическим блоком в виде установленного с возможностью. вращения вокруг оси плоского зеркала идвух эллиптической формы зеркал, установленных так, что два их фокуса совпадают и 5 находятся в плоскости, предназначеннойдля расположения поверхности образца, во втором фокусе одного иэ зеркал расположено плоское зеркало, а во втором Фокусе дру, гого - приемник излучения.