Изобретение относитс к устройствам дл измерени оптической анизотропии и может быть использовано дл прецизионных измерений амплитудной и фазовой анизотропии высоко отражающих покрытий. Известен эллипсометр, содержащий источник монохроматического излучени на двух длинах волн с ортогональными пол ризаци ми, изотропный светоделитель, два пол ризатора, два фотоприемника. Оптическое излучение преобразуют в электрические сигналы и определ ют фазовую анизотропию по разности фаз двум электр ческими сигналами разностной частот выдел емьми на выходе каждого канала 03 Недостатком эллипсометра вл етс невозможность проведени измерений амплитудной анизотропии. Известен также многолучевой интерференционный эллипсометр, содержащий одночастотный лазер и расположенные последовательно по ходу излучени оптическую разв зку с пол ризатором, согласующую линзу, оптический перестраиваемый интерфер метр с исследуемым объектом, двулучепреломл ющую призму и два фотоприемника , а также подключенные к фотоприемнику блоки обработки сигна лов и формирователь интервалов времени 23 . Недостатком известного устройства вл етс мала точность измерени св занна с преобразованием амплитудной и фазовой анизотропии в инте валы времени, точность измерени которых ограничиваетс нелинейность перестройки во времени длины оптического интерферометра, стабильностью и абсолютной величиной частоты эталона физического измерени време ни. Цель изобретени - повьшение точ ности измерени путем преобразовани оптической анизотропии в частоту. Поставленна цель достигаетс те что в многолучевой интерференционны эллипсометр, содержащий одночастотный лазер и расположенные последова тельно по ходу излучени оптическую разв зку с пол ризатором, согласующую линзу, оптический перестраиваемый интерферометр с исследуемым объ ектом, двулучепреломл ющую призму и два фотоприемнкка, а также подклю ценные к фотоприемникам блоки обработки сигналов и формирователь интервалов времени, дополнительно введены одночастотный перестраиваемый лазер с оптической разв зкой и пол ризатором , светосмеситель, установленный между оптической разв зкой и согласующей линзой в точке пересечени оптических осей лазеров, дополнительные пол ризатор и фотоприемник, установленные последовательно по ходу излучени и оптически св занные с лазерами через светосмеситель, электронный ключ, подключенный к дополнительному фотоприемнику, измеритель частоты, подключенный к электронному ключу, и преобразователь интервал времени - напр жение, вход которого подключен к формирователю интервалов времени, а выход - к электронному ключу и одночастотному перестраиваемому лазеру, причем пол ризаторы оптических разв зок и дополнительный пол ризатор установлены так, что оптические оси пол ризаторов оптических разв зок взаимно ортогональны, а оптическа ось дополнительного пол ризатора ориентирована под углом к ним. На чертеже, изображена принципиальна схема предлагаемого устройства . Устройство содержит одкочастотный лазер 1, оптическую разв зку, состо щую из пол ризатора 2 и невзаимного фарадеевского вращател 3, пол ризатор 4, перестраиваемьгй одночастотный лазер 5 и соответствующую ему оптическую разв зку, состо щую из пол ризатора 6 и фарадеевского вращател 7,.пол ризатор 8, светосмеситель 9, согласующую линзу 10, оптический перестраиваемый интерферометр , состо щий из входного зеркала 11, исследуемого объекта (зеркало) 12 и выходного зеркала 13, которое укреплено на пьезокерамике А, соединенной с генератором 15 пилообразного напр жени , двулучепреломл ющую призму 16, фотоприемники 17 и 18, блоки 19 и 20 обработки сигналов , формирователь 21 интервалов времени электронный ключ 22, измеритель 23 частоты, преобразователь 24 интервал времени - напр жение , пол ризатор 25 и фотоприемник 26. Устройство работает следуюшим оёразом.
31
Излучение от лазеров 1 и 5 смешиваетс на светосмесителе 9 и поступает в интерферометр, образованный зеркалами П - 1.3. Оптические разв зки предназначены дл устранени вли ни отраженного сигнала от зеркала tl на работу лазеров. Пол ризаторы 8 и 4 ориентированы относительно пол ризаторов 6 и 2 соответственно под углом 45° . фарадеевские вращатели поворачивают рлоскость пол ризации излучени на 45. Лазеры 1 и 5 и их оптические разв зки ориентированы так, что излучение от лазера I при падении на светосмеситель 9 пол ризовано перпендикул рно плоскости интерферометра { 5-пол ризации ), а от лазера 5 - параллельно плоскости интерферометра (р-пол ризаци ). Пол ризатор 25 ориентирован так, что на фотоприемник 26 проходит излучение от обоих лазеров. Линза Ю предназначена дл согласовани мод лазеров и интерферометра. При подаче пилообразного напр жени от генератора 15 на пьезокерамику 14 оптическа длина интерферометра измен етс по пилообразному закону. При совпадении собственной частоты оптического интерферометра с частотой лазера фотоприемник регистрирует импульс, соответствующий по форме аппаратной функции интерферометра. Направление смещени частоты зависит от направлени смещени зеркала 13. Между выходным зеркалом 13 и фотоприемниками 17 и 18 расположена двулучепреломл юща призма 16, производ ща разделение ортогональных ри S-пол ризаций. В блоках 19 и 20 производитс обработка регистрируемого сигнала, а в блоке 21 - формирование пр моугольных импульсов, передний фронт которых соответствует максимуму интерференционньтх импульсов , а длительность пропорциональна
574164
ширине интерференционного импульса -на половине интенсивности. При совпадении частот излучени лазеров (-j « TI ) интерференционные trMnynbcw разных пол ризаций сметены во времени один относительно другого. Если 4 t. то при некотором значении 1 к интервал времени между импульсами (t) становитс равным нулю. Тогда разность частот излучени лаверов А становитс равной разности частот ортогональных пол ризаций интерферометра. Плавно измен разность частот между лазерамн 1 и 5 с 15 помощью формировател 21, интервалов времени, фиксируетс момент, когда f 0. В зтом случае сигнал с выхода преобразовател 24 интервал временинапр жение также равен нулю, и открываетс электронный ключ 22. Сигнал разностной частоты поступает с фотоприемника 26 на измеритель 23 частоты. Дл автоматизации измерений перестраиваемый лазер 5 соединен с формирователем 2I интервалов времени через преобразователь 24 интервал времени - напр жение. При О происходит перестройка частоты лазера до тех пор, пока ТГ не становитс равным нулю. Электронный ключ открываетс только в момент, когда Т 0. Амплитудную анизотропию измер ют путем регистрации интервалов времени между точками перехода через ноль вторых производных аппаратных функций.
Эспериментальна проверка показала , что погрешность измерени предлагаемь1м устройством определ етс в основном нелинейностью сканировани длины интерферометра. Устройство позвол ет преобразовать оптическую анизотропию в частоту и благодар этому повысить точность измерени по сравнению с известным устройст5 вон в 10 раз. h---Л ъ