Способ измерения спектральныххарактеристик материала и устрой-ctbo для его реализации

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 140978 (21) 2 б 82895/18-25с присоединением заявки йо С 01 Л 3/12 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15,0 2.81. Бюллетень М 9 бДата опубликования описания 15,02.81(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Изобретение относится к исследованнию спектральных характеристик материалов, в частности для контроля полупроводниковых и диэлектрических.Известны сйособы контроля материа лов в поверхностном слое - спектрометрия нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО-.МНПВО) (.11Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство , в котором используется спектрофотометр совместно с приставкой НПВО-МНПВО, и в котором основными элементами является источник из лучения, призма, установленная на пути коллимированного светового пучка и контактирующая гипотенуэиой гранью с исследуемым материалом, фотоприемник и регистратор, при этом свето вая энергия известного спектрального состава пОдается иа поверхностный слой, и регистрируется спектр выходяей световой энергии 21. 25К недостаткам относится низкая точность за счет малой длительности контакта светового пучка с измеряемым материалом и сложность конструкции устройства, 30 Цель изобретения - повышение точности измерений и.упрощение конструкции измерительного устройства.Эта цель достигается тем, чтоколлимированный световой пучок направляют под критическими углами на поверхность измеряемого материала,экранируют отраженную световую энергиюи регистрируют энергию боковых волн,при этом призма, контактирующая сизмеряемым материалом, установлена свозможностью поворота относительнопадающего светового пучка на путиотраженного светового пучка помещенадиафрагма, а фотоприемник расположенна пути распространения боковых волн.На фиг, 1 представлена схема измерения спектральных характеристик ма-териала; на фиг, 2 - схема устройства,Способ основан на физическом эффекте, заключающемся в том, что световая волна при падении из оптическиболее плотной среды (показатель преломления п) на границу раздела средпод критическим углом не только отражается, но и распространяется вдольграницы раздела в менее плотной среде (п)Поверхностная световая волна Э взаимодействует с исследуе805078 формула изобретения Фигд мым материалом на границе раздела и частично возвращается назад в оптически более плотную среду в виде бо колой волны Эд , при этом боковая волна распространяется в оптически более плотной среде также йод критическим углом 1 р, определяемым из соотношениЯ 8 Ь р- в ",Показатели преломления сред зависят от длины волны Х, Коллимированный световой пу-. чок широкого спектрального состав при изменении угла его падения на границу раздела сред диспергируется через .критические углы на монохроматические составляющие, которые последовательно в виде поверхностных световых волн проходят в измеряемой 35 среде и возвращаются обратно в эталонную среду в виде боковых волн.Устройство для измерения спектральных характеристик содержит источник 1 излучения, коллиматор 2, эталон ную призму 3, диафрагму 4, измеряемый образец 5, поворотное устройство б, приемник 7 излучения, подключенный к рсгистратору 8 измерений.Устройство работает слецующим образом.25Световая энергия требуемого спектрального состава от источника 1 излучения коллиматором 2 направляется строго параллельным пучком на границу раздела эталонной призмы 3 с измеряемым образцом 5, Поворотным устройством б, соединенным с регистратором 8 измерений, изменяется угол между световым пучком и границей раздела сред, Световая энергия прелом- Зз ления и отраженных пучков поглащается диафрагмой 4, а энергия поверхностных световых волн, диспергируемых по спектру через критические углы, после прохождения в поверхностном вислое измеряемого образца в виде боковой волны воспринимается фотоприемником 7,соединенным с регистратором 8измерений,где и фиксируется спектрограмма,1, Способ измерения спектральных характеристик материала в поверхностном слое путем подачи световой энергии известного спектрального состава на его поверхность и регистрации спектра выходящей световой энергии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения, коллимированный световой пучок направляют под критическими углами на поверхность измеряемого материала, экранируют отраженную световую энергию и регистрируют энергию боковых волн.2. Устройство, реализующее способ по и, 1 содержащее источник излучения, призму, установленную на пути коллимированного светового пучка и контактирующую гипотенузной гранью .с исследуемым материалом, фотоприемник и регистратор, о т л и ч.а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкции, призма установлена с возможностью поворота относительно падающего светового пучка, на пути отраженного светового пучка помещена диафрагма, а фотоприемник расположен на пути распространения боковых волн. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения. М., Мир, 1970,с, 21-41.2. Там же, с . 307-309,805078 Редактор Л.Пов Заказ 10865/60 Тираж 918 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и откры 113035, Москва; Ж, РаушскаяПодписноета СССРтийнаб., д. 4/5 нтф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лиал ППП Составитель Ь.Смин Техред М.Коштура в корректср Е.Рашко