JPS63236945A - ラマン散乱光の偏光特性を利用する結晶方位解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は結晶方位解析装置に関し、特にラマン散乱光の
偏光特性を利用する結晶方位解析装置の簡略化と精度の
向上に関するものである。

［従来の技術］ ラマン散乱光の偏光特性を利用する従来の結晶方位解析
装置は、たとえば溝目らによる応用物理第５５巻第１号
（１９８６）第７３頁や、Ｈｏｐｋ１ｍｓ達によるＪ、
　Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、第５９巻（１９８６）第１１０
３頁において述べられている。

第２図を参照して、従来の結晶方位解析装置の主要部の
構成が模式的に図解されている。この図において、円偏
光の入射光１ａは、偏光子７によって直線偏光１ｂにさ
れ、その偏光方向は任意に回転され得る。この直線偏光
にされた光１ｂはハーフミラ−５によって曲げられて入
射光１ｃとなり、その後対物レンズ系３によって試料４
上に集光される。

試料４から散乱されたラマン光は対物レンズ系３によっ
て集められてラマン光２ａとなり、そのうちの半分がハ
ーフミラ−５を透過した光２ｂとなり、その後に全反射
ミラー６によって曲げられた光２ｃとなる。この先２ｃ
のうちの特定の偏光面の光だけが検光子８によって選択
されて偏光２ｄとなる。

この選択された偏光面を有するラマン光２ｄは分光器へ
導入され、試料４のラマンバンドが測定される。このと
き、従来、偏光子７と検光子８の一方が固定されて他方
を回転しつつ、ラマン散乱光の偏光強度特性が測定され
る。測定されたこの偏光特性のデータはコンピュータで
処理され、既知の結晶方位から理論的に計算される偏光
特性のデータと照合することによって試料の結晶方位が
特定される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の結晶方位解析装置は以上のように構成されている
ので、入射光とラマン光がハーフミラ−やミラー面にお
いて受ける偏光面のずれと強度の変化による測定値の誤
差を補正することが困難であった。その詳細な理由を以
下に説明する。

第２図を参照して、円偏光の入射光１ａから特定の偏光
角を有する直線偏光１ｂが偏光子７によって抽出される
。この偏光１ｂがハーフミラ−５によって反射された偏
光ＩＣは、偏光１ｂとずれた偏光角と強度分布を存して
いる。これは、周知のように、ミラーの反射率が偏光方
向に依存して変化するからである。このずれた偏光ＩＣ
によってラマン散乱が励起されるので、そのずれによっ
て測定値に含まれる誤差を補正しなければならない。

また、ラマン光２ａはハーフミラ−を通過して偏光成分
および強度分布が変化した光２ｂとなり、ミラー６で曲
げられるときにさらに偏光成分と強度分布にずれを生じ
た光２Ｃとなる。このラマン光２ｃから検光子８によっ
て抽出された直線偏光２ｄの有する偏光角と強度分布は
、試料４からの散乱直後にその偏光角を有する光とは異
なるものである。したがって、このラマン光がハーフミ
ラ−５やミラー６において受ける偏光角と強度分布のず
れによって測定値に含まれる誤差を補正する必要がある
。

以上のように、従来の装置では、入射光における偏光の
ずれとラマン光における偏光のずれの両方に基づいて測
定データを補正する必要がある。

しかし、得られたデータから入射光とラマン光のそれぞ
れの偏光のずれに基づく誤差を分離することは困難であ
り、平均的な補正を行なわざるを得ない。したがって、
補正後のデータにも偏光のずれに基づく誤差が残り、正
確な値を知ることができないのである。

さらに、従来の装置では、偏光子と検光子のいずれか一
方を固定して他方を回転させることによって測定される
ので、２つの光学部品が必要であるとともに、データの
解析において偏光子と検光子の角度関係を表わすパラメ
ータをも必要とした。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、ハーフミラ−やミラー面における偏光角のずれを
測定値において考慮する必要のない結晶方位解析装置を
提供することを目的としている。また、従来の偏光子と
検光子の両者の働きをする１つの偏光子を設けることに
より、光学部品の数を減少させるとともに、データの解
析におけるパラメータの数を減少させ得る結晶方位解析
装置を提供することをも目的としている。

［問題点を解決するための手段］ ラマン散乱光の偏光特性を利用する本発明の結晶方位解
析装置は、入射光を偏光するためとラマン散乱光を検光
するための偏光子が入射光導入用のハーフミラ−と対物
レンズとの間に設けられている。

［作用］ この発明における偏光子はハーフミラ−で曲げられて対
物レンズに導入される直前に入射光から特定の直線偏光
を選択するので、意図する入射光の偏光角と実際に試料
に照射される入射光の偏光角との間にずれを生じること
はない。

また、その偏光子はラマン散乱光が対物レンズによって
集められた直後にそのラマン光から意図した偏光角を有
する直線偏光を抽出するので、測定されるラマン光は実
際に意図する偏光角を有するラマン光と直接対応してい
る。

さらに、本発明の偏光仔は入射光の偏光子とラマン光の
検光子の役目を兼備えているので、入射光の偏光角とラ
マン光の偏光角は完全に一致した状態で測定することが
できる。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の一実施例による結晶方位解析装置の主
要部を図解する模式図である。この図において、円偏光
となっている入射光１ａは、ハ−フミラー５によって光
路を曲げられるときに、わずかに楕円偏光にされた光１
ｄとなる。この先１ｄから偏光子９によって特定の直線
偏光１ｅが抽出され、その直線偏光１８は対物レンズ系
３によって試料４上に集光される。試料４からのラマン
散乱光は対物レンズ系３によって集められた光２ａとな
り、偏光子９によって特定の偏光面を存する直線偏光２
０が選択される。この直線偏光２゜はハーフミラ−５を
通過してわずかに偏光方向と強度分布の変化した光２ｒ
となる。光２ｒは、さらにミラー６によって反射される
ときに偏光角と強度分布がわずかにずれた偏光２ｇとな
り、その後に分光器へ導入される。この分光器において
試料４のラマンバンドが分光され、種々の偏光面での強
度が測定される。こうして得られた偏光特性のデータが
既知の結晶方位から理論的に計算されるデータと照合さ
れ、それによって試料４の結晶方位が決定される。

この装置によれば、上述のように、入射光の偏光角は試
料に照射される直前に選択され、ラマン光の偏光角も試
料から散乱された直後に選択されるので、ハーフミラ−
５とミラー６による偏光角のずれは全く考慮する必要が
なく　、０１定される強度のみを補正してやればよいこ
とになる。この場合、１度補正データを作成すれば、測
定中にこの値は変化することがない。したがって、正確
に入射光とラマン光の偏光角に対応した正確な測定強度
を得ることができる。

また、本発明の偏光子９は従来の入射光用の偏光子７と
ラマン光用の検光子８の働きを兼備えており、光学部品
を１つ減らすことができる。さらに、これに伴なって、
従来測定データの解析において偏光子７と検光子８の角
度関係を表わすパラメータを必要としていたが、そのパ
ラメータを省略することができる。

なお、上述の実施例では、偏光子９をハーフミラ−５と
対物レンズ系３との間に設けているが、対物レンズ系３
の中または対物レンズ系３と試料との間に設けても同様
の効果が得られる。しかし、この場合には、偏光子に集
光光束が入ることになるため、若干偏光子の働きが弱め
られる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、入射光を偏光するため
とラマン散乱光を検光するための偏光子を入射光導入用
のハーフミラ−と対物レンズとの間に設けたので、ラマ
ン光の偏光特性の測定においてハーフミラ−やミラーに
よる偏光角のずれを全く考慮する必要がない。また、本
発明の偏光子は従来装置の入射光用の偏光子とラマン光
用の検光子の働きを兼備えているので、光学部品を減ら
すことができる。さらに、本発明の偏光子によれば入射
光の偏光角とラマン光の偏光角が完全に一致した状態で
測定されるので、その偏光特性の解析において入射光の
偏光角とラマン光の偏光角との関係を表わすパラメータ
を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による結晶方位解析装置の主要部におけ
る光学系を図解する模式図である。 第２図は従来の結晶方位解析装置の主要部における光学
系を図解する模式図である。 図において、１は入射光、２はラマン散乱光、３は対物
レンズ、４は試料、５はハーフミラ−１６は全反射ミラ
ー、７は偏光子、８は検光子、９は偏光子を示す。 なお゛、各図において、同一符号は同一内容または相当
部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラマン散乱光の偏光特性を利用する結晶方位解析装置に
   おいて、入射光を偏光するためと散乱光を検光するため
   の偏光子が入射光導入用のハーフミラーと対物レンズと
   の間に設けられていることを特徴とする結晶方位解析装
   置。