RU2426078C1 - Способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (варианты) - Google Patents
Способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426078C1 RU2426078C1 RU2010113682/28A RU2010113682A RU2426078C1 RU 2426078 C1 RU2426078 C1 RU 2426078C1 RU 2010113682/28 A RU2010113682/28 A RU 2010113682/28A RU 2010113682 A RU2010113682 A RU 2010113682A RU 2426078 C1 RU2426078 C1 RU 2426078C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiver
- analyzer
- radiation
- polarization
- sensitivity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оптике и может быть использовано для определения систематических погрешностей измерений в поляриметрической и эллипсометрической аппаратуре. Способ включает воздействие излучением, прошедшим через поляризатор и анализатор, на испытуемый приемник, при этом анализатор периодически вращают с заданным шагом, на каждом шаге регистрируют интенсивность излучения, из полученной зависимости интенсивности излучения от азимута ориентации анализатора определяют амплитуды составляющих второй и четвертой гармоник, по которым судят о величине поляризационной чувствительности приемника. Во втором варианте определяют величину фазового сдвига сигнала второй гармоники. Изобретение позволяет повысить точность, степень автоматизации и производительности контроля. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области физики, а именно проведению оптических измерений, и может быть использовано для определения систематических погрешностей измерений в поляриметрической и эллипсометрической аппаратуре, а также при разработке и использовании поляризационно-чувствительных приемников.
Известен способ измерения поляризационной чувствительности, основанный на прямом фотометрировании потока поляризационного излучения, т.е. измерения двух составляющих чувствительности приемника излучения для ортогональных компонент поляризации, и последующем вычислении их отношения [Буров Л.И., Гулаков И.Р. Поляризационная чувствительность фотокатодов фотоприемников излучения. - Журн. прикл. спектр., 1981, т.51, вып.2, с.313-315]. Недостатками данного способа являются низкая точность измерений, низкая степень автоматизации.
Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения [Чен Б.Б., Свердлик Л.Г. Поляризация лазерного излучения в пыли и облаке в центральноазиатском районе \ Вестник КРСУ, т, 3, №5, - 2003. С.90-96], включающий в себя освещение исследуемого приемника излучением, пропущенным через поляризатор и анализатор, регистрацию значений интенсивностей излучения для ортогональных компонент поляризации, вычисление по полученным значениям величины поляризационной чувствительности.
Способ включает в себя пропускание лазерного излучения через призму Глана, устанавливаемую во вращающейся оправе и меняющую угол поляризации излучения. Для определения поляризационной чувствительности приемника выполняют два измерения: в первом вектор поляризации определяется призмой Глана, повернутой на угол -45° к направлению ориентации анализатора в приемнике; во втором - на угол +45°. Далее вычисляется значение поляризационной чувствительности приемника по формуле:
Недостатком данного способа является низкая точность измерений вследствие использования прямого фотометрирования.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является: повышение точности и, как следствие, повышение степени автоматизации для обеспечения быстродействия и производительности контроля, обеспечение непосредственного контроля поляризационной чувствительности в рабочей схеме прибора при проведении измерений и возможности получения независимой оценки параметров, характеризующих поляризационную чувствительность, в процессе эллипсометрических измерений. Поставленная задача решается за счет того, что в способе измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (п.1), заключающемся в том, что на испытуемый приемник направляют излучение, прошедшее через поляризатор и анализатор, регистрируют значение его интенсивности, анализатор периодически вращают с заданным шагом, на каждом шаге регистрируют интенсивность излучения, из полученной зависимости интенсивности излучения от азимута ориентации анализатора определяют амплитуды составляющих второй и четвертой гармоник частоты вращения анализатора, а величину поляризационной чувствительности приемника определяют из уравнения:
где K - поляризационная чувствительность приемника, Р - азимут поляризатора, I2Ω - амплитуда второй гармоники частоты вращения, I4Ω - амплитуда четвертой гармоники частоты вращения, С - отношение амплитуд четвертой и второй гармоник.
Во втором варианте (п.2) в способе определения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения, заключающемся в том, что на испытуемый приемник направляют излучение, прошедшее через поляризатор и анализатор, регистрируют значение его интенсивности, анализатор периодически вращают с заданным шагом, на каждом шаге регистрируют интенсивность излучения, из полученной зависимости интенсивности излучения от азимута ориентации анализатора определяют величину фазового сдвига сигнала второй гармоники, а величину поляризационной чувствительности приемника определяют из уравнения:
где φ2Ω - фаза второй гармоники частоты вращения.
Способ определения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (п.1, п.2) основан на гармоническом анализе выходного сигнала исследуемого приемника излучения, установленного в поляризационной схеме поляризатор-анализатор-приемник. При периодическом вращении анализатора в данной схеме и наличии у приемника излучения поляризационной чувствительности спектр выходного сигнала содержит дополнительные составляющие второй и четвертой гармоники частоты вращения.
где Ω - частота вращения приемника, I0 - интенсивность на входе системы (после поляризатора), S0 - чувствительность приемника, t - время.
Для определения точности поляризационной чувствительности приемника оптического излучения по способу (п.1, п.2) определяем ошибку δK в виде:
Оценка точности способа по первому варианту:
Р=40°
K=0,99
δK=0,39·10-3
Оценка точности способа по второму варианту:
Р=40°
K=0,99
δK=0,375·10-4
Полученные значения δK по заявляемому способу (п.1, п.2) показывают, что способ определения поляризационной чувствительности по второму варианту обладает на порядок большей точностью, чем по первому. Предлагаемый способ определения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения рекомендуется использовать в эллипсометрических схемах, при этом первый вариант способа рекомендуется использовать при азимутах поляризатора, близких к 0° и 90°, т.к. при значениях азимута, стремящихся к 0° и 90°, во втором варианте способа ошибка δK стремится к бесконечности.
В отличие от прототипа, в заявленном способе величину поляризационной чувствительности вычисляют через значения амплитуд составляющих сигнала второй и четвертой гармоник частоты вращения анализатора (в первом варианте) или через величину фазового сдвига сигнала второй гармоники (во втором варианте), что позволяет повысить точность измерений, т.к. определение амплитуд составляющих сигнала второй и четвертой гармоник частоты вращения анализатора и фазы сигнала осуществляется с большей точностью и на них меньше влияет нелинейность приемника, а также повысить степень автоматизации, позволяет проводить измерения поляризационной чувствительности прямо в схеме эллипсометра.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства для реализации способа.
Устройство содержит источник излучения (1). Свет проходит через неподвижный поляризатор (2), проходит через вращающийся анализатор (3), приводимый в движение шаговым двигателем (на чертеже не показан), падает на исследуемый приемник (4).
Способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения осуществляется следующим образом.
Исследуемый приемник (4) освещают источником (1), свет от которого пропускают через неподвижный поляризатор (2) и вращающийся с заданным шагом анализатор (3). На каждом повороте анализатора регистрируют значения интенсивности излучения, падающего на приемник (4). В результате получают зависимость интенсивности излучения от азимута ориентации анализатора, из которой в первом варианте определяют амплитуды составляющих второй и четвертой гармоник частоты вращения анализатора, по которым определяют величину поляризационной чувствительности приемника по формуле (1), во втором варианте определяют величину фазового сдвига сигнала второй гармоники, по которой определяют величину поляризационной чувствительности приемника по формуле (2).
В качестве примера конкретной реализации заявленного способа предлагается устройство, в котором источником света 1 является Ne-He лазер мощностью 5 мВт, поляризатором 2 и анализатором 3 - поляризационные фильтры ПФ-49, в качестве привода анализатора использовался шаговый двигатель ДШР-46. Исследуемый приемник 4 - кремниевый фотодиод.
На основании вышеизложенного, заявляемый способ, за счет совокупности признаков, позволяет определять поляризационную чувствительность приемников оптического излучения с повышенной точностью, а также позволяет повысить степень автоматизации и дает возможность реализации в рабочей схеме эллипсометра.
Claims (2)
1. Способ определения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения, заключающийся в том, что на испытуемый приемник направляют излучение, прошедшее через поляризатор и анализатор, и регистрируют значение его интенсивности, отличающийся тем, что анализатор периодически вращают с заданным шагом, на каждом шаге регистрируют интенсивность излучения, из полученной зависимости интенсивности излучения от азимута ориентации анализатора, определяют амплитуды составляющих второй и четвертой гармоник частоты вращения анализатора, а величину поляризационной чувствительности приемника определяют из уравнения:
где К - поляризационная чувствительность приемника, Р - азимут поляризатора, I2Ω - амплитуда второй гармоники частоты вращения, I4Ω - амплитуда четвертой гармоники частоты вращения, С - отношение амплитуд четвертой и второй гармоник.
где К - поляризационная чувствительность приемника, Р - азимут поляризатора, I2Ω - амплитуда второй гармоники частоты вращения, I4Ω - амплитуда четвертой гармоники частоты вращения, С - отношение амплитуд четвертой и второй гармоник.
2. Способ определения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения, заключающийся в том, что на испытуемый приемник направляют излучение, прошедшее через поляризатор и анализатор, и регистрируют значение его интенсивности, отличающийся тем, что анализатор периодически вращают с заданным шагом, на каждом шаге регистрируют интенсивность излучения, из полученной зависимости интенсивности излучения от азимута ориентации анализатора, определяют величину фазового сдвига сигнала второй гармоники, а величину поляризационной чувствительности приемника определяют из уравнения:
где К - поляризационная чувствительность приемника, Р - азимут поляризатора, φ2Ω - фаза второй гармоники частоты вращения.
где К - поляризационная чувствительность приемника, Р - азимут поляризатора, φ2Ω - фаза второй гармоники частоты вращения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010113682/28A RU2426078C1 (ru) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010113682/28A RU2426078C1 (ru) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2426078C1 true RU2426078C1 (ru) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010113682/28A RU2426078C1 (ru) | 2010-04-07 | 2010-04-07 | Способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2426078C1 (ru) |
-
2010
- 2010-04-07 RU RU2010113682/28A patent/RU2426078C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЧЕН Б.Б. и др. Поляризация лазерного излучения в пыли и облаке в центральноазиатском регионе. Вестник КРСУ, 2003, т.3, №5, с.92-96. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5140451B2 (ja) | 複屈折測定方法及び装置並びにプログラム | |
CN100378445C (zh) | 晶体消光比半波电压及波片相位延迟的智能综合测量仪 | |
CN104568391B (zh) | 双光路切换互参考高精度aotf性能测试方法及装置 | |
CN103558157B (zh) | 基于dsp的全数字自动化旋光光谱仪及测试方法 | |
RU2135983C1 (ru) | Способ измерения пропускания, кругового дихроизма, оптического вращения оптически активных веществ и дихрограф для его осуществления | |
CN103424363A (zh) | 非旋转式旋光溶液测量仪及采用该测量仪测量旋光溶液旋光率的方法 | |
RU2426078C1 (ru) | Способ измерения поляризационной чувствительности приемника оптического излучения (варианты) | |
JP2012083311A (ja) | 旋光計 | |
US8447546B2 (en) | Measurement of Fourier coefficients using integrating photometric detector | |
CN208350621U (zh) | 一种基于差动过零检测的旋光仪 | |
CN1144037C (zh) | 偏光应力仪检定标准装置及光强极小值定位方法 | |
JP3250272B2 (ja) | 複屈折量測定方法及び装置 | |
CN102359865B (zh) | 一种线偏振光磁光效应检测方法及其装置 | |
CN101893548A (zh) | 一种基于液晶器件的新型智能旋光仪及测试方法 | |
CN205192936U (zh) | 双光路旋光仪 | |
JP3341928B2 (ja) | 二色性分散計 | |
CN106323879A (zh) | 基于交直流调制磁光效应测量旋光溶液浓度的方法 | |
CN102565725B (zh) | 一种利用信号频谱测量交变法拉第磁偏角的装置及方法 | |
JP2004340833A (ja) | 光学測定装置 | |
CN205458700U (zh) | 葡萄糖浓度测试仪 | |
CN104833485B (zh) | 一种能够同时检测两个双折射器件光轴方向的装置及方法 | |
JP2004279380A (ja) | 旋光度測定装置 | |
KR100568160B1 (ko) | 자동 위상지연값 측정용 분광 타원 해석기 | |
CN1645083A (zh) | 晶体消光比半波电压及波片相位延迟的智能综合测量仪 | |
US11274969B2 (en) | Method and system for terahertz radiation detection and characterization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200408 |