相调制与机械旋转椭偏仪的区别.PDF

相调制与机械旋转椭偏仪的区别 使用光弹性调制器的高频(50kHz)位相调制是 JOBIN YVON S.A.S 椭圆偏振光谱仪的重要特 征。 它用来调制探测光束的偏振状态以提供椭圆偏振光测量的高灵敏度、精确度和准确度。 这一快速、灵敏和强有力的技术比传统的旋转检偏器 （起偏器）系统具有几个优点。 (1) 它没有任何转动的部件，调制速度可以非常地快.光弹性调制式的调制速度达到了 50kHz,这样可以极快地采集数据，达到了 10ms/point. 而传统机械旋转偏振光谱仪由 于机械速度的限制，调制速度只有10 到 100Hz。数据采集速度也相应地慢了很多。 (2) 使用高频调制和位相探测使椭圆偏振光谱仪对周围环境和仪器振动导致的光变化不 敏感(采用锁相技术大大改善了信噪比) 。 (3) 在位相变化接近 180°和 0°时，光弹性调制器系统相对旋转偏振光谱仪有更高的准确 度。--无死角 （超薄薄膜、透明材料和透明衬底上的薄膜就属于这种工况）。 (4) 由于在数据采集过程中无机械转动部件，所以元件磨损、数据漂移带来的风险较小。 (5) 光弹性调制器系统对光源与探测器的偏振不敏感。 所有的这些特性保证了Jobin Yvon 的UVISEL 光弹性相位调制型椭圆偏振光谱仪具有长期的高 准确度与可靠性，适应于您的高标准应用需求。同时椭圆偏振光谱仪的数据处理软件包含有完 备的软件，可以分析复杂的多层膜和由电介质、半导体与金属组成的多组分结构。 下面是关于0º，180º（死角）的注释 机械旋转检偏器 （起偏器）系统探测器检偏的信号为： V(t ) DC a cos(2t) b sin( 2t) 由琼斯矩阵分析可得： 2 2 a tg tg P 2 2 DC tg tg P b 2tg cos thP 2 2 DC tg tg P 式中 和 是归一化的付里叶系数， ， 是样品的椭偏参数， P 是起偏器的方位角。 1 ， 可表示为 1 tg tgP ， 1 tgP cos 1 2 tgP 对上两式微分，导出 ， 的噪声来源 tg (tg ) (tg) ( 2 ) 2 （1） 1 1 tg 2 2 (cos ) (cos ) ( 2 cos ) ( 2 ) 2 （2 ） 1 1 1 cos 由(2)式可知，当Cos 为 1 或- 1 （即 = 0°或 180°）时，旋转检偏器测试误差很大。 光弹性相位调制型椭圆偏振光谱仪不使用机械旋转检偏器，在 = 0° 或 180° 时，测量精度 优于0.1°。 以下为同一样品：在玻璃衬底上厚度为47µm 的SiO2 膜。在两个系统上测量的结果。 旋转检偏器椭圆偏振光谱仪测量的结果 实测 曲线噪音水平高，理论与实测 曲线峰谷错位。 无 曲线。 光弹性相位调制型椭圆偏振光谱仪测量的结果 (见下页彩图) 2 以下实验模型结构为在玻璃衬底上厚度为 47µm 的 SiO2 膜，该样品结构为等离子显示屏 （PDP ）的结构。从下图可以看见实验数据和拟合结果符合的相当好。 Modeling 47 m