RU2380665C1 - Device for determining absorption coefficient of surface electromagnetic waves in infrared band - Google Patents

Device for determining absorption coefficient of surface electromagnetic waves in infrared band Download PDF

Info

Publication number
RU2380665C1
RU2380665C1 RU2008148814/28A RU2008148814A RU2380665C1 RU 2380665 C1 RU2380665 C1 RU 2380665C1 RU 2008148814/28 A RU2008148814/28 A RU 2008148814/28A RU 2008148814 A RU2008148814 A RU 2008148814A RU 2380665 C1 RU2380665 C1 RU 2380665C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sew
sample
radiation
electromagnetic waves
photodetector
Prior art date
Application number
RU2008148814/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Константинович Никитин (RU)
Алексей Константинович Никитин
Герман Николаевич Жижин (RU)
Герман Николаевич Жижин
Ольга Магамуровна Мустафина (RU)
Ольга Магамуровна Мустафина
Татьяна Александровна Рыжова (RU)
Татьяна Александровна Рыжова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority to RU2008148814/28A priority Critical patent/RU2380665C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2380665C1 publication Critical patent/RU2380665C1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: in a device which has a laser radiation source, a solid-state sample with a flat surface which directs surface electromagnetic waves (SEW), an element for converting volume radiation into surface electromagnetic waves and a photodetector, the sample is made in two parts with matching surfaces in a single plane with adjacent lateral faces, the edges of which are interfaced at the intersection with the waveguide surface and are inclined to the track of the surface electromagnetic waves. The conversion element is fixed relative the fixed first part of the sample along the path of the radiation. The second part of the sample can move in parallel to the waveguide surface and the photodetector can move along the line of intersection of the radiation incidence plane and the surface which directs the surface electromagnetic waves.
EFFECT: increased accuracy of measurement.
1 dwg

Description

Изобретение относится к бесконтактным исследованиям поверхности металлов и полупроводников оптическими методами, а именно к определению спектров поглощения как самой поверхности, так и ее переходного слоя путем определения коэффициента поглощения поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ), направляемых этой поверхностью, в инфракрасном диапазоне (ИК) спектра, и может найти применение в исследованиях физико-химических процессов на поверхности твердого тела, в ИК-спектроскопии окисных и адсорбированных слоев, в сенсорных устройствах и контрольно-измерительной технике нанотехнологий.The invention relates to non-contact studies of the surface of metals and semiconductors by optical methods, namely, to determine the absorption spectra of both the surface itself and its transition layer by determining the absorption coefficient of surface electromagnetic waves (SEWs) directed by this surface in the infrared (IR) spectrum, and may find application in studies of physicochemical processes on the surface of a solid body, in IR spectroscopy of oxide and adsorbed layers, in sensor devices and control and measuring technique of nanotechnology.

Спектроскопия поверхности твердого тела - одна из основных областей применения ПЭВ [1, 2]. В ИК-диапазоне применяют, главным образом, абсорбционную ПЭВ-спектроскопию, предполагающую измерение длины распространения ПЭВ L (величины, обратной коэффициенту поглощения α), достигающую в этом диапазоне 1000λ (где λ - длина волны излучения, возбуждающего ПЭВ) и которая, поэтому, может быть измерена непосредственно. Причем, так как расстояние взаимодействия излучения с поверхностью в этом методе макроскопическое, то его чувствительность на много превышает чувствительность иных оптических методов контроля поверхности в ИК-диапазоне.Spectroscopy of the surface of a solid is one of the main fields of application of SEW [1, 2]. In the infrared range, mainly PEV absorption spectroscopy is used, which involves measuring the SEW propagation length L (the reciprocal of the absorption coefficient α), reaching 1000λ in this range (where λ is the wavelength of the radiation exciting the SEW) and which, therefore, can be measured directly. Moreover, since the distance of interaction of radiation with the surface in this method is macroscopic, its sensitivity is much higher than the sensitivity of other optical methods for monitoring the surface in the infrared range.

Известно устройство для измерения длины распространения ПЭВ в ИК-диапазоне, содержащее источник лазерного излучения, твердотельный образец с плоской поверхностью, фиксированный относительно поверхности элемент преобразования объемного излучения (ОИ) в ПЭВ, перемещаемый вдоль трека ПЭВ элемент преобразования ПЭВ в ОИ, фотодетектор, преобразующий ОИ в электрический сигнал, и блок обработки результатов измерений [3]. Основными недостатками такого устройства являются: 1) большая продолжительность измерений, обусловленная необходимостью прецизионного перемещения элемента преобразования (ПЭВ в ОИ) в процессе измерений; 2) низкая точность измерений, что связано с варьированием эффективности преобразования ПЭВ в ОИ при перемещении соответствующего элемента вдоль трека ПЭВ; 3) наличие в устройстве отдельного элемента преобразования ПЭВ в ОИ.A device is known for measuring the propagation length of SEWs in the IR range, containing a laser radiation source, a solid-state sample with a flat surface, an element of conversion of volume radiation (OI) to a SEV fixed to the surface, an element of conversion of SEV to OI moved along the SEV track, a photo detector converting OI into an electrical signal, and a unit for processing measurement results [3]. The main disadvantages of such a device are: 1) the long duration of the measurements, due to the need for precision movement of the conversion element (SEW in the OI) in the measurement process; 2) low accuracy of measurements, which is associated with a variation in the efficiency of conversion of SEW into OI when moving the corresponding element along the SEW track; 3) the presence in the device of a separate element for converting SEW into OI.

Известно устройство для определения коэффициента поглощения ПЭВ металлическими пленками, содержащее импульсный источник монохроматического излучения, элемент преобразования объемной электромагнитной волны в ПЭВ, прозрачную металлическую пленку, направляющую ПЭВ, снабженную двумя электродами, разнесенными вдоль трека ПЭВ, и имеющую ширину, не превосходящую поперечный размер пучка излучения источника, подложку для пленки, измеритель электрического напряжения, усилитель и источник постоянного тока [4]. Основными недостатками такого устройства являются: 1) ограниченность класса исследуемых образцов (они должны быть прозрачными и шириной, не превосходящей поперечный размер пучка излучения источника); 2) ограниченность разновидностей излучения, возбуждающего ПЭВ (оно должно быть импульсным); 3) необходимость термостатирования источника для стабилизации его параметров.A device is known for determining the absorption coefficient of SEW by metal films, containing a pulsed source of monochromatic radiation, an element for converting a body electromagnetic wave into a SEW, a transparent metal film guiding the SEW, equipped with two electrodes spaced along the SEW track, and having a width not exceeding the transverse size of the radiation beam a source, a substrate for a film, a voltage meter, an amplifier, and a direct current source [4]. The main disadvantages of such a device are: 1) the limited class of the studied samples (they should be transparent and not wider than the transverse size of the source radiation beam); 2) the limited variety of radiation that excites SEW (it should be pulsed); 3) the need for temperature control of the source to stabilize its parameters.

Известно устройство для исследования тонких слоев методом абсорбционной ПЭВ-спектроскопии в терагерцовой (ТГц) области спектра, содержащее источник лазерного излучения, твердотельный образец с плоской поверхностью, объединенные в один элементы преобразования ОИ в ПЭВ и обратно, выполненные в виде прозрачной плоскопараллельной пластины со скошенным торцом, обращенной основанием к образцу, внедренной в поле ПЭВ и расположенной параллельно поверхности образца на расстоянии не меньше 10λ, причем размер пластины в плоскости падения не меньше длины распространения ПЭВ, а также - фотоприемное устройство, выполненное в виде линейки фотодетекторов и размещенное на верхней грани пластины [5]. Основным недостатком такого устройства является искажение результатов измерений вследствие внедрения пластины в поле ПЭВ, что приводит к увеличению потерь энергии ПЭВ на излучение и, как следствие, к уменьшению длины распространению ПЭВ по сравнению с невозмущенной поверхностью образца.A device is known for studying thin layers by absorption PEV spectroscopy in the terahertz (THz) region of the spectrum, containing a laser radiation source, a solid-state sample with a flat surface, combined into one element for converting OI to SEW and vice versa, made in the form of a transparent plane-parallel plate with a beveled end facing the sample, embedded in the SEW field and located parallel to the surface of the sample at a distance of not less than 10λ, the plate size in the plane of incidence not changing Chez SEW propagation length, and also - photodetecting device configured as a line of photodetectors and arranged on the upper face of the plate [5]. The main disadvantage of such a device is the distortion of the measurement results due to the insertion of the plate into the SEW field, which leads to an increase in the SEW energy loss to radiation and, as a result, to a decrease in the SEW propagation length as compared to the unperturbed sample surface.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является абсорбционный ПЭВ-спектрометр ТГц диапазона, содержащий источник лазерного излучения, фокусирующий объектив, твердотельный образец с плоской поверхностью, элемент преобразования ОИ в ПЭВ в виде непрозрачного экрана, перемещаемого над поверхностью, ограниченной в направлении распространения ПЭВ ребром образца, обеспечивающим трансформацию ПЭВ в ОИ, фотоприемное устройство, преобразующее ОИ в электрический сигнал, и блок обработки результатов измерений [6]. Основными недостатками известного устройства являются: 1) большая продолжительность измерений, обусловленная необходимостью прецизионного перемещения объектива и элемента преобразования (ОИ в ПЭВ) в процессе измерений; 2) низкая точность измерений, что связано с варьированием эффективности преобразования ОИ в ПЭВ при перемещении соответствующего элемента вдоль трека ПЭВ.The closest in technical essence to the claimed device is a THz absorption PEV spectrometer containing a laser source, a focusing lens, a solid-state sample with a flat surface, an element of conversion of optical radiation into a SEW in the form of an opaque screen moving over a surface limited in the direction of propagation of the SEW edge sample, providing the transformation of the SEW in the OI, a photodetector that converts the OI into an electrical signal, and the processing unit of the measurement results [6]. The main disadvantages of the known device are: 1) the long duration of the measurements, due to the need for precise movement of the lens and the conversion element (OI in SEW) in the measurement process; 2) low measurement accuracy, which is associated with a variation in the conversion efficiency of the OI to SEW when moving the corresponding element along the SEV track.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является сокращение времени и повышение точности измерений.The technical result to which the invention is directed is to reduce time and improve measurement accuracy.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для определения коэффициента поглощения ПЭВ инфракрасного диапазона, содержащем источник лазерного излучения, твердотельный образец с плоской поверхностью, направляющей ПЭВ, элемент преобразования объемного излучения в ПЭВ, фотодетектор, размещенный у края поверхности в плоскости падения излучения и подключенный к измерительному прибору, и блок обработки результатов измерений, образец выполнен в виде двух частей, имеющих лежащие в одной плоскости сопряженные поверхности и прилегающих друг к другу боковыми гранями, края которых на пересечении с волноведущей поверхностью совмещены и ориентированы наклонно к треку ПЭВ, элемент преобразования неподвижен относительно фиксированной первой части образца по ходу излучения, вторая часть образца способна перемещаться параллельно волноведущей поверхности, а фотодетектор установлен с возможностью передвижения вдоль линии пересечения плоскости падения излучения и поверхности, направляющей ПЭВ.The essence of the invention lies in the fact that in the device for determining the absorption coefficient of the infrared electromagnetic radiation, containing a laser source, a solid-state sample with a flat surface guiding the electromagnetic radiation, an element for converting volume radiation into electromagnetic radiation, a photodetector located at the edge of the surface in the plane of incidence of radiation and connected to the measuring device and the processing unit of the measurement results, the sample is made in the form of two parts having mating surfaces lying in the same plane and when the lateral faces running to each other, whose edges at the intersection with the waveguide surface are aligned and oriented obliquely to the SEW track, the conversion element is stationary relative to the fixed first part of the sample along the radiation path, the second part of the sample is able to move parallel to the waveguide surface, and the photodetector is installed with the possibility of movement along the line of intersection of the plane of incidence of radiation and the surface of the guide SEW.

Сокращение времени измерений достигается за счет устранения необходимости прецизионного перемещения элемента преобразования объемной волны в поверхностную вдоль трека ПЭВ в процессе измерений на расстояние, сравнимое с длиной распространения ПЭВ (от нескольких сантиметров до нескольких дециметров, в зависимости от частоты излучения).The reduction of the measurement time is achieved by eliminating the need for precision movement of the element of the conversion of the body wave to surface along the SEW track during the measurement process by a distance comparable to the length of the SEW propagation (from a few centimeters to several decimeters, depending on the radiation frequency).

Повышение точности измерений достигается в результате фиксации элемента преобразования объемной волны в поверхностную относительно образца, что позволяет избежать варьирования эффективности возбуждения ПЭВ в процессе выполнения измерений.Improving the accuracy of measurements is achieved by fixing the element of the conversion of a body wave into a surface wave relative to the sample, which avoids varying the efficiency of excitation of the SEW during the measurement.

На чертеже приведена схема заявляемого устройства, где 1 - источник р-поляризованного монохроматического излучения, 2 - элемент преобразования излучения в ПЭВ, 3 - неподвижная часть образца, 4 - подвижная часть образца, 5 - фотодетектор, 6 - измерительный прибор, 7 - блок обработки результатов измерений.The drawing shows a diagram of the inventive device, where 1 is the source of p-polarized monochromatic radiation, 2 is the radiation conversion element in the SEW, 3 is the stationary part of the sample, 4 is the movable part of the sample, 5 is a photodetector, 6 is a measuring device, 7 is a processing unit measurement results.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Излучение источника 1 падает на элемент 2 и с некоторой эффективностью преобразуется в ПЭВ, направляемую плоской поверхностью неподвижной части 3 образца. Дойдя до края поверхности части 3 образца, ИК ПЭВ переходит, практически без изменения своей интенсивности, на плоскую поверхность подвижной части 4 образца и продолжает распространяться в прежнем направлении до ее края, пройдя при этом расстояние l1. Дифрагируя на краю части 4 образца, ПЭВ трансформируется в объемную волну, которая поглощается фотодетектором 5. Сигнал I1, вырабатываемый фотодетектором 5 и пропорциональный интенсивности ПЭВ на краю части 4, регистрируется прибором 6. Затем подвижную часть 4 образца смещают параллельно волноведущей поверхности, сохраняя контакт ее боковой грани с боковой гранью первой части. При этом расстояние, проходимое ПЭВ по части 4, станет равным l2, а сигнал, вырабатываемый фотодетектором 5, - I2. Тогда коэффициент поглощения ПЭВ α может быть рассчитан блоком обработки результатов измерений 7 по формуле [1, 2]:The inventive device operates as follows. The radiation of source 1 falls on element 2 and, with some efficiency, is converted into a SEW, directed by the flat surface of the stationary part 3 of the sample. Having reached the edge of the surface of part 3 of the sample, the IR SEW passes, almost without changing its intensity, to the flat surface of the moving part 4 of the sample and continues to spread in the same direction to its edge, having traveled a distance l 1 . Diffracting at the edge of part 4 of the sample, the SEW is transformed into a body wave, which is absorbed by the photodetector 5. The signal I 1 generated by the photodetector 5 and proportional to the intensity of the SEW at the edge of part 4 is recorded by the device 6. Then, the movable part 4 of the sample is displaced parallel to the waveguide surface, maintaining contact its side face with the side face of the first part. In this case, the distance traveled by the SEW in part 4 will become equal to l 2 , and the signal generated by the photodetector 5, - I 2 . Then the absorption coefficient of the SEW α can be calculated by the processing unit of the measurement results 7 according to the formula [1, 2]:

Figure 00000001
Figure 00000001

при условии, l2>l1. Если же выполняется неравенство l1>l2, то индексы интенсивностей в подлогарифмическом выражении формулы (1) следует поменять местами друг с другом.provided that l 2 > l 1 . If the inequality l 1 > l 2 holds, then the intensity indices in the sub-logarithmic expression of formula (1) should be interchanged with each other.

Отметим, что с целью повышения точности измерений выше описанная процедура может быть реализована для большого количества пар расстояний l1 и l2, а затем - рассчитано среднее значение α.Note that in order to improve the accuracy of measurements, the above procedure can be implemented for a large number of pairs of distances l 1 and l 2 , and then the average value α is calculated.

Ключевыми моментами функционирования заявляемого устройства являются, во-первых, факт перехода ИК ПЭВ с одной плоской проводящей поверхности на другую, сопряженную с первой и расположенную в одной и той же плоскости, практически без потерь; во-вторых, плавное изменение расстояния, пробегаемого ПЭВ по образцу, при перемещении его подвижной части 4 в плоскости, параллельной волноведущей поверхности. Явление перехода ПЭВ с одной проводящей поверхности на другую исследовано в работах [7, 8], где установлено, что в среднем ИК-диапазоне эффективность перехода ПЭВ с одной поверхности на другую составляет около 99%, а в ТГц области ИК-спектра она практически (в пределах точности измерений) достигает 100% при расстоянии между краями поверхностей до 10λ. Такие зазоры между твердотельными изделиями легко достигаются шлифованием сопрягаемых поверхностей.The key moments of the functioning of the claimed device are, firstly, the fact of the transition of the IR SEW from one flat conductive surface to another, conjugated with the first and located in the same plane, practically without loss; secondly, a smooth change in the distance traveled by the SEW in the sample when moving its moving part 4 in a plane parallel to the waveguide surface. The phenomenon of the SEW transition from one conducting surface to another was studied in [7, 8], where it was found that in the average IR range the efficiency of the SEW transition from one surface to another is about 99%, while in the THz region of the IR spectrum it is practically ( within the accuracy of measurements) reaches 100% with a distance between the edges of the surfaces up to 10λ. Such gaps between solid products are easily achieved by grinding the mating surfaces.

В качестве примера применения заявляемого устройства рассмотрим возможность определения с его помощью коэффициента поглощения ПЭВ, генерируемых излучением источника 1 с длиной волны λ=20 мкм на поверхности алюминиевого образца, размещенного в воздухе. Согласно [9] на данной λ диэлектрическая проницаемость алюминия εA1=-17925+i·17845 (где i - мнимая единица). В качестве элемента преобразования 2 излучения источника 1 в ПЭВ выберем непрозрачный экран, край которого ориентирован параллельно поверхности неподвижной части 3 образца и расположен на расстоянии 10λ, от нее. Неподвижную часть 3 выберем в виде бруска с прямоугольным сечением 40×10 мм, торцовая часть которого образована в результате нормального поперечного сечения бруска плоскостью, наклоненной относительно плоскости падения излучения на 30°. Подвижную же часть 4 выберем в виде плоскогранного клина толщиной 10 мм с углом при его вершине, также равным 30°. Причем, гипотенузная боковая грань клина 4 пришлифована к скошенному торцу части 3. Пусть в исходном положении устройства ПЭВ пробегают по части 4 расстояние l1=10 мм, при этом показания прибора 6 - I1. После смещения клиновидной части 4 на 50 м, в направлении, перпендикулярном плоскости падения, расстояние l2, пробегаемое ПЭВ по части 4, станет равным 39 мм, а показания прибора 6 - I2.As an example of the application of the inventive device, we consider the possibility of determining with its help the absorption coefficient of the SEW generated by the radiation of source 1 with a wavelength of λ = 20 μm on the surface of an aluminum sample placed in air. According to [9], for this λ, the dielectric constant of aluminum ε A1 = -17925 + i · 17845 (where i is the imaginary unit). As an element of conversion 2 of the radiation from the source 1 to the SEW, we will choose an opaque screen whose edge is oriented parallel to the surface of the stationary part 3 of the sample and is located at a distance of 10λ from it. The fixed part 3 is chosen in the form of a bar with a rectangular section of 40 × 10 mm, the end part of which is formed as a result of the normal cross section of the bar by a plane inclined by 30 ° relative to the plane of incidence of radiation. The mobile part 4 is chosen in the form of a flat-wedge wedge 10 mm thick with an angle at its apex also equal to 30 °. Moreover, the hypotenuse side face of the wedge 4 is ground to the chamfered end of part 3. Let in the initial position of the SEW device run a distance l 1 = 10 mm along part 4, while the readings of the device 6 are I 1 . After the displacement of the wedge-shaped part 4 by 50 m, in the direction perpendicular to the plane of incidence, the distance l 2 traveled by the SEW in part 4 will become equal to 39 mm, and the readings of the device 6 - I 2 .

Из решения дисперсионного уравнения ПЭВ для двухслойной структуры [1] следует, что в рассматриваемом примере отношение I1/I2 будет равно 1,3. Такое изменение интенсивности ПЭВ может быть надежно зарегистрировано современными фотодетекторами и, согласно (1) с учетом равенства l2-l1=39 мм - 10 мм = 29 мм, соответствует значению коэффициента поглощения ПЭВ α, равному 8,8·10-2 см-1. Причем, время измерений определяется, главным образом, временем перемещения части 4 на расстояние 50 мм, составляющего не более 1 минуты. Время же измерений, необходимое для определения величины α с помощью устройства-прототипа, при прочих равных условиях, составляет десятки минут, что обусловлено необходимостью прецизионного перемещения с дискретным шагом элемента преобразования 2, сопряженного с объективом, фокусирующим излучение на край элемента 2. Кроме того, в заявляемом устройстве, вследствие фиксации элемента 2 относительно неподвижной части 3 образца, исключена погрешность измерений, связанная с вариациями эффективности преобразования излучения в ПЭВ в результате смещения фокуса объектива относительно края элемента 2 при перемещении последнего над поверхностью образца вдоль трека ПЭВ.From the solution of the dispersion equation of the SEW for a two-layer structure [1] it follows that in the considered example, the ratio I 1 / I 2 will be equal to 1.3. Such a change in the SEW intensity can be reliably detected by modern photodetectors and, according to (1), taking into account the equality l 2 -l 1 = 39 mm - 10 mm = 29 mm, corresponds to the value of the absorption coefficient of the SEW α equal to 8.8 · 10 -2 cm -1 . Moreover, the measurement time is determined mainly by the time the part 4 moves to a distance of 50 mm, which is no more than 1 minute. The measurement time required to determine the value of α using the prototype device, ceteris paribus, is tens of minutes, due to the need for precise movement with a discrete step of the conversion element 2, coupled with a lens focusing the radiation on the edge of element 2. In addition, in the inventive device, due to the fixation of element 2 relative to the stationary part 3 of the sample, the measurement error is excluded due to variations in the efficiency of conversion of radiation into SEW into the result e the shift of the focus of the lens relative to the edge of element 2 when moving the latter over the surface of the sample along the SEW track.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемое устройство позволяет сократить время и повысить точность измерений.Thus, compared with the prototype, the claimed device allows to reduce time and improve the accuracy of measurements.

Источники информацииInformation sources

1. Поверхностные поляритоны. Электромагнитные волны на поверхностях и границах раздела сред. / Под ред. В.М.Аграновича и Д.Л.Миллса. - М.: Наука, 1985. - 525 с.1. Surface polaritons. Electromagnetic waves on surfaces and interfaces. / Ed. V.M.Agranovich and D.L. Mills. - M .: Nauka, 1985 .-- 525 p.

2. Zhizhin G.N., Yakovlev V.A. Broad-band spectroscopy of surface electromagnetic waves. // Physics Reports. - 1990. - v.194. - No. 5/6. - p.281-289.2. Zhizhin G.N., Yakovlev V.A. Broad-band spectroscopy of surface electromagnetic waves. // Physics Reports. - 1990. - v. 194. - No. 5/6. - p. 281-289.

3. Жижин Г.Н., Москалева М.А., Шомина Е.В., Яковлев В.А. Селективное поглощение ПЭВ, распространяющейся по металлу в присутствии тонкой диэлектрической пленки. // Письма в ЖЭТФ. - 1976. - т.24. - Вып.4. - с.221-225.3. Zhizhin G.N., Moskaleva M.A., Shomina E.V., Yakovlev V.A. Selective absorption of SEW propagating through a metal in the presence of a thin dielectric film. // Letters to JETP. - 1976.- t.24. - Issue 4. - p. 221-225.

4. Большаков М.М., Никитин А.К., Тищенко А.А., Самодуров Ю.И. Устройство для определения коэффициента поглощения поверхностных электромагнитных волн металлическими пленками. // Авторское свидетельство СССР №1684634. - Бюл. №38 от 15.10.1991 г.4. Bolshakov M.M., Nikitin A.K., Tishchenko A.A., Samodurov Yu.I. A device for determining the absorption coefficient of surface electromagnetic waves by metal films. // USSR Copyright Certificate No. 1684634. - Bull. No. 38 dated 10/15/1991

5. Жижин Г.Н., Никитин А.К., Никитин В.В., Чудинова Г.К. Устройство для исследования тонких слоев в терагерцовой области спектра. // Заявка на изобретение №2007123801/28 (025929) от 27.06.2007 г. - Решение о выдаче патента от 05 июня 2008 г.5. Zhizhin G.N., Nikitin A.K., Nikitin V.V., Chudinova G.K. A device for studying thin layers in the terahertz region of the spectrum. // Application for invention No. 2007123801/28 (025929) dated June 27, 2007 - Decision on the grant of a patent dated June 05, 2008

6. Жижин Г.Н., Никитин А.К., Богомолов Г.Д., Завьялов В.В., Джонг Юнг Ук, Ли Банг Чол, Сеонг Хи Пак, Хек Джин Ча. Поглощение поверхностных плазмонов терагерцового диапазона в структуре "металл-покровный слой-воздух". // Оптика и спектроскопия. - 2006. - Т.100. - №5. - с.798-802 (прототип).6. Zhizhin G.N., Nikitin A.K., Bogomolov G.D., Zavyalov V.V., Jung Young Uk, Lee Bang Chol, Seong Hee Pak, Hyuk Jin Cha. The absorption of surface plasmons of the terahertz range in the structure of the metal-coating layer-air. // Optics and spectroscopy. - 2006. - T.100. - No. 5. - p. 798-802 (prototype).

7. Жижин Г.Н., Москалева М.А., Шомина Е.В., Яковлев В.А. Распространение ПЭВ по металлическим поверхностям. // Гл.3, с.88 в работе [1].7. Zhizhin G.N., Moskaleva M.A., Shomina E.V., Yakovlev V.A. The spread of sew on metal surfaces. // Ch. 3, p. 88 in [1].

8. Nazarov M., Coutaz J.-L., Shkurinov A., Garet F. THz surface plasmon jump between two metal edges. // Optics Communications, 2007, v.277, p.33-39.8. Nazarov M., Coutaz J.-L., Shkurinov A., Garet F. THz surface plasmon jump between two metal edges. // Optics Communications, 2007, v. 277, p. 33-39.

9. Ordal M.A., Long L.L., Bell R.J. et al. Optical properties of metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti and W in the infrared and far infrared. // Applied Optics. - 1983. - v.22. - No. 7. - p.1099-1120.9. Ordal M.A., Long L.L., Bell R.J. et al. Optical properties of metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti and W in the infrared and far infrared. // Applied Optics. - 1983 .-- v.22. - No. 7. - p.1099-1120.

Claims (1)

Устройство для определения коэффициента поглощения поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ) инфракрасного диапазона, содержащее источник лазерного излучения, твердотельный образец с плоской поверхностью, направляющей ПЭВ, элемент преобразования объемного излучения в ПЭВ, фотодетектор, размещенный у края поверхности в плоскости падения излучения и подключенный к измерительному прибору, а также - блок обработки результатов измерений, отличающееся тем, что образец выполнен в виде двух частей, имеющих лежащие в одной плоскости сопряженные поверхности и прилегающих друг к другу боковыми гранями, края которых на пересечении с волноведущей поверхностью совмещены и ориентированы наклонно к треку ПЭВ, элемент преобразования неподвижен относительно фиксированной первой части образца по ходу излучения, вторая часть образца способна перемещаться параллельно волноведущей поверхности, а фотодетектор установлен с возможностью передвижения вдоль линии пересечения плоскости падения излучения и поверхности, направляющей ПЭВ. Device for determining the absorption coefficient of surface electromagnetic waves (SEW) of the infrared range, containing a laser radiation source, a solid-state sample with a flat surface, a SEW guide, an element for converting volume radiation into a SEW, a photodetector located at the edge of the surface in the plane of incidence of radiation and connected to the measuring device and also - a unit for processing measurement results, characterized in that the sample is made in the form of two parts having lying in the same plane conjugated surfaces and adjacent side faces, whose edges at the intersection with the waveguide surface are aligned and oriented obliquely to the SEW track, the conversion element is stationary relative to the fixed first part of the sample along the radiation path, the second part of the sample is able to move parallel to the waveguide surface, and the photodetector is installed with the ability to move along the line of intersection of the plane of incidence of radiation and the surface of the guide SEW.
RU2008148814/28A 2008-12-11 2008-12-11 Device for determining absorption coefficient of surface electromagnetic waves in infrared band RU2380665C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148814/28A RU2380665C1 (en) 2008-12-11 2008-12-11 Device for determining absorption coefficient of surface electromagnetic waves in infrared band

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148814/28A RU2380665C1 (en) 2008-12-11 2008-12-11 Device for determining absorption coefficient of surface electromagnetic waves in infrared band

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2380665C1 true RU2380665C1 (en) 2010-01-27

Family

ID=42122224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008148814/28A RU2380665C1 (en) 2008-12-11 2008-12-11 Device for determining absorption coefficient of surface electromagnetic waves in infrared band

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2380665C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470269C1 (en) * 2011-06-02 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Device to measure length of propagation of monochromatic surface electromagnetic waves of infrared range
RU2681658C1 (en) * 2018-03-14 2019-03-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) Infrared range surface electromagnetic wave during one radiation pulse attenuation coefficient determination device
CN111781220A (en) * 2020-07-03 2020-10-16 中国科学院上海应用物理研究所 Multifunctional synchronous radiation interference exposure experiment platform and experiment method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЖИЖИН Г.Н. и др. Поглощение поверхностных плазмонов терагерцового диапазона в структуре «металл-покровный воздух». Оптика и спектроскопия. 2006, т.100, №5, с.798-802. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470269C1 (en) * 2011-06-02 2012-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Device to measure length of propagation of monochromatic surface electromagnetic waves of infrared range
RU2681658C1 (en) * 2018-03-14 2019-03-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) Infrared range surface electromagnetic wave during one radiation pulse attenuation coefficient determination device
CN111781220A (en) * 2020-07-03 2020-10-16 中国科学院上海应用物理研究所 Multifunctional synchronous radiation interference exposure experiment platform and experiment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2015054B1 (en) Terahertz Time-Domain Spectroscopy in Attenuated-Total-Reflection
US8456630B2 (en) Fiber based SERS sensor
JP2008224240A (en) Attenuated total reflection probe and aqueous solution spectrometric device by using the same
Ho et al. Application of white light-emitting diode to surface plasmon resonance sensors
CN107202776B (en) Terahertz surface plasma resonance sensing device and using method
EP2331940B1 (en) Optical detection sysytem comprising an assembly with absorbing sensor layer
WO2004008120A1 (en) Molecular detector arrangement
RU2380664C1 (en) Device for measuring propagation length of surface electromagnetic waves in infrared band
RU2380665C1 (en) Device for determining absorption coefficient of surface electromagnetic waves in infrared band
Shukla et al. Design and analysis of aluminum-silicon-graphene based plasmonic device for biosensing applications in the optical communication band
Arora et al. Aluminum-based engineered plasmonic nanostructures for the enhanced refractive index and thickness sensing in ultraviolet-visible-near infrared spectral range
RU2573617C1 (en) Infrared amplitude-phase plasmon spectrometer
Nan et al. In situ photoelectric biosensing based on ultranarrowband near-infrared plasmonic hot electron photodetection
US6831747B2 (en) Spectrometry and filtering with high rejection of stray light
RU2345351C1 (en) Device for obtaining of absorption spectrums of laminas in terahertz spectrum region
RU2477841C2 (en) Infrared amplitude-phase plasmon spectrometer
RU2681427C1 (en) Device for measuring the length of infrared surface of the electromagnetic wave
RU2751449C1 (en) Integral optical sensor for determination of impurities in air-gas media
RU2470269C1 (en) Device to measure length of propagation of monochromatic surface electromagnetic waves of infrared range
CN113406017A (en) High-integration surface plasma resonance sensor system
Kornienko et al. Quarter-millimeter propagating plasmons in thin-gold-film-based waveguides for visible spectral range
Sammito et al. Integrated architecture for the electrical detection of plasmonic resonances based on high electron mobility photo-transistors
RU2411467C1 (en) Method of converting monochromatic infrared radiation to surface electromagnetic wave
Homola et al. Fiber optic sensor for adsorption studies using surface plasmon resonance
RU2703772C1 (en) Apparatus for measuring the propagation length of an infrared surface electromagnetic wave

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131212