RU2096757C1 - Device for taking the spectrum of surface plasma resonance - Google Patents
Device for taking the spectrum of surface plasma resonance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096757C1 RU2096757C1 RU93050951A RU93050951A RU2096757C1 RU 2096757 C1 RU2096757 C1 RU 2096757C1 RU 93050951 A RU93050951 A RU 93050951A RU 93050951 A RU93050951 A RU 93050951A RU 2096757 C1 RU2096757 C1 RU 2096757C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- prism
- focus
- photodiode
- galvanometer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при создании био- и химических сенсоров на основе поверхностного плазмонного резонанса (ППР). The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used to create bio and chemical sensors based on surface plasmon resonance (SPR).
Известно устройство для снятия спектра ППР, содержащее поляризатор, монохроматор, фильтр, линзу, гониометр, на столике которого установлены призма и фотоэлектрический приемник (ФЭУ) с подключением к нему усилителем и самописцем [1]
Недостатком конструкции является использование в ней гониометра, что делает устройство громоздким, дорогим, а также неудобным в работе, т.к. во время снятия спектра необходимо перемещать призму и ФЭУ.A device for measuring the SPR spectrum is known, comprising a polarizer, a monochromator, a filter, a lens, a goniometer, on the table of which a prism and a photoelectric detector (PMT) are installed with an amplifier and a recorder connected to it [1]
The disadvantage of the design is the use of a goniometer in it, which makes the device bulky, expensive, and also inconvenient in operation, because when taking the spectrum, it is necessary to move the prism and PMT.
Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является устройство для снятия спектра ППР, содержащее источник света (лазер), поляризатор, линзу, фотодиод и призму с механизмом поворота [2]
Недостатками конструкции является то, что при снятии спектра для сканирования по углам вращают призму, для чего применяют поворотное устройство высокой точности, которое необходимо размещать внутри высоковакуумного объема, что неудобно при ограниченных его размерах. Кроме того, при вращении призмы точка падения луча на грань с пленкой меняется, что приводит к искажению спектра, вследствие пространственных неоднородностей пленки. К сказанному добавим, что затруднительно использовать установку непосредственно в процессе напыления пленки, т.к. призма в процессе напыления движется.The closest technical solution, taken as a prototype, is a device for measuring the SPR spectrum, containing a light source (laser), a polarizer, a lens, a photodiode and a prism with a rotation mechanism [2]
The design drawbacks are that when removing the spectrum for scanning at angles, they rotate the prism, for which they use a high-precision rotary device that must be placed inside the high-vacuum volume, which is inconvenient with its limited size. In addition, when the prism rotates, the point of incidence of the beam on the face with the film changes, which leads to a distortion of the spectrum due to spatial inhomogeneities of the film. We add to the above that it is difficult to use the installation directly in the process of film deposition, since the prism moves during the spraying process.
Технической задачей настоящего изобретения является снятие спектра ППР в автоматическом режиме в момент напыления пленки. An object of the present invention is to remove the SPR spectrum in an automatic mode at the time of film deposition.
Это достигается тем, что в устройство, содержащее источник оптического излучения, поляризатор, первую линзу, призму, содержащую грань, предназначенную для нанесения металлической пленки, и фотодиод, дополнительно введены плоское поворотное зеркало гальванометра, вторая линза и полупрозрачная пластина, при этом плоское поворотное зеркало гальванометра оптически связано с поляризатором и расположено в фокусе первой линзы, вторая линза находится на одной оптической оси с первой линзой, полупрозрачная пластина установлена между зеркалом гальванометра и первой линзой, призма, расположена так, что ее катетная грань, предназначенная для нанесения пленки, находится в фокусе второй линзы. Фотодиод установлен по ходу отраженного от полупрозрачной пластины луча в фокусе первой линзы. This is achieved by the fact that in the device containing an optical radiation source, a polarizer, a first lens, a prism containing a face intended for applying a metal film, and a photodiode, a flat rotary mirror of the galvanometer, a second lens and a translucent plate are additionally introduced, while a flat rotary mirror the galvanometer is optically connected to the polarizer and located in the focus of the first lens, the second lens is on the same optical axis as the first lens, a translucent plate is installed between the mirror the galvanometer and the first lens, the prism, is located so that its cathete face, designed for applying the film, is in the focus of the second lens. The photodiode is mounted along the beam reflected from the translucent plate at the focus of the first lens.
Рассмотрим схему устройства, представленную на фиг. 1. Consider the device diagram shown in FIG. one.
Устройство содержит источник оптического излучения (лазер) 1, поляризатор 2, поворотное зеркало гальванометра 3, расположенного между поляризатором 2 и полупрозрачной пластиной 7 в фокусе первой линзы 4. Вторая линза 5 находится на одной оптической очи с первой линзой 4 и установлена между первой линзой 4 и призмой 6 с прямым углом, которая расположена так, что ее катетная грань, предназначенная для нанесения пленки, находится в фокусе второй линзы 5. Полупрозрачная пластина 7 установлена между зеркалом 3 и первой линзой 4, в фокусе которой расположен фотодиод 8, который оптически сопряжен с полупрозрачной пластиной 7 и регистрирует свет, отраженный от полупрозрачной пластины 7. The device contains an optical radiation source (laser) 1, a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Свет от источника излучения 1 проходит через поляризатор 2, на выходе из которого свет становится p-поляризованным и способен возбудить ПЭВ в образце. После свет падает на плоское поворотное зеркало гальванометра 3, и, отразившись от него, попадает на первую линзу 4. Поскольку зеркало 3 расположено в фокусе этой линзы, то после нее свет идет параллельно оптической оси, попадая на вторую линзу 5. Далее проходя через призму 6, свет фокусируется на внутренней грани призмы, являющейся катетом, на которую наносится металлическая пленка, где происходит возбуждение ПЭВ. При повороте зеркала гальванометра 3 меняется расстояние между оптической осью и лучом, прошедшим через линзу 4 и, следовательно, меняется угол наклона луча, прошедшего через линзу 5 (фиг. 2). Таким образом, меняется угол падения лучей на призму и обеспечивается сканирование по углам. Так как грань призмы 6 с наносимой на нее пленкой находится в фокусе второй линзы 5, то точка падения лучей на эту грань не меняется при сканировании по углам. Из призмы 6 свет выходит параллельно падающему лучу, проходя линзы 5 и 4. Вследствие того, что размеры призмы малы (ребро около 10 мм), то падающий на призму и выходящий из нее лучи идут очень близко. Поэтому, между зеркалом гальванометра 3 и первой линзой 4 ставится полупрозрачная пластина 7 для того, чтобы разделить лучи. Отразившись от полупрозрачной пластины 7, свет регистрируется фотодиодом 8. Поскольку последний расположен в фокусе первой линзы 4 и находится в сопряжении с полупрозрачной пластиной 7, поэтому при сканировании по углам точка падения света на фотодиод 8 не меняется. Таким образом, в процессе снятия спектра призма 6 и фотодиод 8 остаются неподвижным, и световое пятно на призме 6 и фотодиоде 8 не смещается, что позволяет снять спектр без искажений, обуславливаемых пространственными неоднородностями пленки на призме 6 и зависимостью показаний фотодиода 8 от точки попадания на него светового сигнала. Это позволяет повысить точность снятия спектра ППР. The light from the radiation source 1 passes through the
Спектр углов создается поворотом зеркала гальванометра 3 при подаче на него электрического сигнала. Величины электрических сигналов можно прокалибровать по углам, т.е. каждой величине сигнала поставить в соответствие определенный угол. Сигнал с зеркала гальванометра 3 можно подать на горизонтальную развертку самописца, а на него вертикальную развертку подать сигнал с фотодиода 8, сигнал с которого пропорционален интенсивности света, отраженного от катетной грани призмы 6 с пленкой. Интервал углов, который позволяет просканировать данное устройство, определяется отношением диаметра линз к фокусному расстоянию второй линзы 5. При использовании короткофокусных линз большого диаметра возможно добиться существенного сканирования по углам, но при этом необходимо принимать во внимание сферические аберрации. Это позволяет не перенастраивая установку использовать ее для контроля процесса напыления пленок различных металлов с различными углами возбуждения ППР. The spectrum of angles is created by turning the mirror of the galvanometer 3 when an electrical signal is applied to it. The magnitude of the electrical signals can be calibrated at the corners, i.e. each value of the signal to associate a certain angle. The signal from the mirror of the galvanometer 3 can be fed to the horizontal scan of the recorder, and a signal from the photodiode 8, the signal from which is proportional to the intensity of the light reflected from the cathete face of the prism 6 with the film, can be fed to it. The angle interval that allows you to scan this device is determined by the ratio of the diameter of the lens to the focal length of the second lens 5. When using short-focus lenses of large diameter, it is possible to achieve a significant scan at the angles, but spherical aberrations must be taken into account. This allows not reconfiguring the installation to use it to control the deposition process of films of various metals with different excitation angles SPR.
Кроме того, появляется возможность размещать все элементы установки, кроме призмы 6, вне высоковакуумного объема что очень важно при ограниченных размерах этого объема. In addition, it becomes possible to place all the elements of the installation, except for prism 6, outside the high-vacuum volume, which is very important with the limited size of this volume.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет снимать спектр ППР в автоматическом режиме в процессе напыления и без искажений, обусловленных пространственными неоднородностями пленки на призме. Thus, the claimed invention allows you to record the SPR spectrum in the automatic mode during the deposition process and without distortions due to spatial inhomogeneities of the film on the prism.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93050951A RU2096757C1 (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Device for taking the spectrum of surface plasma resonance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93050951A RU2096757C1 (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Device for taking the spectrum of surface plasma resonance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93050951A RU93050951A (en) | 1996-07-10 |
RU2096757C1 true RU2096757C1 (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=20149015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93050951A RU2096757C1 (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Device for taking the spectrum of surface plasma resonance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2096757C1 (en) |
-
1993
- 1993-11-05 RU RU93050951A patent/RU2096757C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Kreischman E. Die Bestimmung optischer Konstanten von Metallen durch Anzegung von // Ztschr. Phys., 1971, Bd 241, S 313. 2. W.P. Chen, J.M. Shen Serface plasma Wave stady of submonolauer Cs aud Cs - O coverd Ag Surfaces // Scrf. Sci o 91.601 - 617(1980). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5159412A (en) | Optical measurement device with enhanced sensitivity | |
US4210401A (en) | Visible and infrared polarization ratio spectroreflectometer | |
US4411525A (en) | Method of analyzing an object by use of scattering light | |
KR100203345B1 (en) | Simultaneous multiple angle/multiple wavelength ellipsometer and method | |
US3854044A (en) | A method and apparatus for measuring a transmission spectrum of a film | |
EP0396409A2 (en) | High resolution ellipsometric apparatus | |
JPS62266439A (en) | Spectral temporary optical analyzer | |
GB1298658A (en) | Photometer for measuring total radiant energy at selected angles | |
US5517032A (en) | Thin film thickness measuring system | |
RU2096757C1 (en) | Device for taking the spectrum of surface plasma resonance | |
JPS5979104A (en) | Optical device | |
JPH0611442A (en) | Infrared optical device | |
WO1991014935A1 (en) | A method and an apparatus for cleaning control | |
RU2072509C1 (en) | Device for taking spectrum of surface plasma resonance | |
JPH1054793A (en) | Spectral reflection light amount measuring device | |
JP3519605B2 (en) | Ellipsometry equipment | |
RU2109256C1 (en) | Method of determination of coefficient of light linear polarization in reflection and device intended for its realization | |
RU38934U1 (en) | SPECTROPHOTOMETER | |
RU2102702C1 (en) | Device for nondestructive measurement of width of dielectric and semiconductor films | |
JPH0436642A (en) | Raman spectrophotometer | |
JPH03103752A (en) | Spectrophotometer | |
SU200223A1 (en) | ||
JPS5451863A (en) | Surface roughness measuring apparatus | |
JPH0510872A (en) | Micro infrared rays atr measuring device | |
JPH05241077A (en) | Light measuring instrument |