SU1122941A1 - Method of measuring reflection factor and test-object for application thereof - Google Patents
Method of measuring reflection factor and test-object for application thereof Download PDFInfo
- Publication number
- SU1122941A1 SU1122941A1 SU833609192A SU3609192A SU1122941A1 SU 1122941 A1 SU1122941 A1 SU 1122941A1 SU 833609192 A SU833609192 A SU 833609192A SU 3609192 A SU3609192 A SU 3609192A SU 1122941 A1 SU1122941 A1 SU 1122941A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- reflection coefficient
- test object
- measuring
- light
- polarization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
1. Способ измерени коэффициента отражени , включающий облучение световым потоком тест-объекта с известным коэффициентом отражени , измерение коэффициента отражени тестобъекта , вычисление фотометрической градуировочной поправки по разности между известным и измеренным коэффициентами отражени i измерение Коэффициента отражени исследуемого объекта и вычисление реального коэффициента отражени исследуемого объекта по измеренному коэффициенту отражени и фотометрической градуировочной поправке, отличающий1С тем, что, с целью повьпоени точности измерени коэффициентов отражени , меньших 1,8%, тест-объект облучают линейно-пол ризованным светом, измер ют зависимость коэффициента отражени тест-объекта .. от угла р между направлением пол риза1и1и облучающего света и направлением собственной пол ризации тест-объекта в интервале углов и 0-90°, а фотометрическую градуировочную поправку & R(p) опреде л ют из соотношени (Р1 ,ч1р)- - R|«stn, где R р коэффициент отражени тест-объекта.дл S и Р составл ющих облучающего света; S - составл юща пол ризаS ции света, перпеидику- л рна плоскости падени ; Р - составл к ца пол ризации света, параллельна плоскости падени . 2. Тест-объект дл измерени коэффициента отражени , содержащий плоский оптический элемент, вьтолненный из материала с показателем преломлени 1,3-4,0, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени коэффициентов отражени , меньших 1,8%, в него дополнительно введен второй плоский оптический элемент, установленный под углом 120°.1. A method of measuring the reflection coefficient, which includes irradiating a test object with a known reflection coefficient by a light flux, measuring the reflection coefficient of a test object, calculating a photometric calibration correction for the difference between the known and measured reflection coefficients and measuring the reflection coefficient of the object under study, and calculating the actual reflection coefficient of the object under investigation the measured reflection coefficient and the photometric calibration correction, which differs 1 With the fact that The aim is to measure the reflection coefficients smaller than 1.8%, the test object is irradiated with linearly polarized light, the dependence of the reflection coefficient of the test object is measured on the angle p between the polarization direction of the irradiating light and the direction of the polarization of the test object in the range of angles and 0-90 °, and the photometric calibration correction & R (p) is determined from the ratio (P1, p1p) - - R | "stn, where R p is the reflection coefficient of the test object for S and P components of the irradiating light; S is the component of polarization of light, perpendicular to the plane of incidence; Р - amounted to a polarization of light, parallel to the plane of incidence. 2. A test object for measuring the reflection coefficient containing a flat optical element made of a material with a refractive index of 1.3-4.0, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement of reflection coefficients less than 1.8%, In addition, a second flat optical element installed at an angle of 120 ° is introduced.
Description
Изо.бретение относитс к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано дл измерени малых коэффициентов отражени , например коэффициентов отражени просветл ющих покрытий. Известен способ измерени коэффициента пропускани , включающий облучение объекта потоком света, измерение интенсивности прошедшего через объект света, определение фотометрических градуировочных поправок при помощи фильтров, пол ризаторов и других оптических элементов с известным коэффициентом пропускани и определение коэффициента пропускани объекта с учетом градуировочных поправок. Однако использование данного способа при измерении коэффициента отражени не всегда возможно. Известен также способ измерени коэффициента отражени , включающий облучение световым потоком тест-объекта с известным коэффициентом отражени , измерение коэффициента отражени тест-объекта, вычисление фотометрической градуировочной поправки по разности между известным и измеренным коэффициентами отражени , измерение коэффициента отражени исследуемого объекта и вычисление реального коэффициента отражени исследуемого объекта по измеренному коэффициенту отражени и фотометрической градуировочной поправке. Способ осуществл ют при помощи тест-объекта, содержащего плоский оптический элемент, выполнен ный из материала с показателем прелом лени 1,3-4,0 2j . Недостатком известного способа вл етс невозможность точного измер ни коэффициентов отражени , меньших 1,8%, так как оптических сред с пока зателем преломлени меньше 1,3 не существует . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени коэффициентов отражени , меньших 1,8%. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу измерени коэффициента отражени , включающему облу чение световым потоком тест-объекта с известным коэффициентом отражени , измерение коэффициента отражени тес объекта, вычисление фотометрической градуировочной поправки по разности между известным и измеренным коэффициентами отражени тест-объекта, из1 412 мерение коэффициента отражени исследуемого объекта и вычисление реального коэффициента отражени исследуемого объекта по измеренному коэффициенту отражени и фотометрической градуировочной поправке, тест-объект облучают линейно пол ризованным светом, измер ют зависимость коэффициента отражени тест-объекта (Ru,..) от угла р между направлением пол ризации падающего света и направлением собственной пол ризации тест-объекта интервале углов (р ) 0-90 , а фотометрическую градуировочную поправку 1( U R) определ ют из соотношени - R2, cosjO- R| , UR - R. Де R,, ,, коэффициент отражени материала тест-объекта дл S и Р составл ющих облучающего света; составл юща пол ризации света, перпендикул рна плоскости падени ; составл юща пол ризации света, параллельна плоскости падени . При этом способ осуществл ют с помощью тест-объекта, содержащего плоский оптический элемент, выполненный из материала с показателем преломлени 1,3-4,0, в которьй дополнительно введен второй плоский оптический элемент, установленный под углом 60 2( 120° к первому. На фиг. 1 изображено сечение тестобъекта при значении угла 2Л между оптическими поверхност ми, равному 60° (2 бо); на фиг. 2 - 60° «с 2tL на 3 - 2Ы на фиг. 4 - 90° ; на фиг. 5 2оС 120°; на фиг. 6 взаимное расположение облучающего линейно пол ризов .анного света и тест-объекта. Тест-объект 1 содержит два плоских оптических элемента а и b , которые установлены под углом 2с6 Друг к другу. Облучаю1чий свет 2 падает на поверхность Ч отраженный от нее свет 3 - на поверхность Ь и отраженный от поверхности Ь свет 4 направл етс на фотоприемник измерительного прибора (4мг. 2-4). Коэффициент отражени такого тестрбъекта зависит от показател преломлени материала тест-объекта, угла 2о6 между двум плоскими оптическими элементами а и Ь и дл линейно пол ризованного света - от направлени пол ризации облучающего света. Работа тест-объекта рассчитана на двухкратное отражение падающего света (от поверхностей а и Ь). Таким образом, услови м работы тест-объект соответствует интервал угла 2ct- , определ емый неравенством 60 (фиг. 1 и 5), Коэффициент отражени --пасцвлн, тест-объекта в зависимости от ориентации облучающего линейно пол ризо .ванного света определен при помощи формализма вектора и матрицы Джонса. Плоскость падени облучающего све та на тест-объект выбрана перпендикул рно линии пересечени плоскостей а и Ь (фиг. 6). в этом случае направление 5 собст венной пол ризации тест-объекта, т.е направление, дл которого не измен етс Р-пол ризаци облучающего линей но пол ризованного света, также перпендикул рно линии пересечени плоских оптических элементов а и b . Коэффициент отражени тест-объекта зависит от угла р между направлением 6 пол ризации облучающего света и направлением 5 собственной пол ризации тест-объекта. Коэффициент отражени R тест-объе та 1 равен сумме квадратов, составл ющих вектора Джонса на выходе тестобъекта Е RpocverH + |Е R2 cos + + R| ) . Вектор Джонса выходе тестобъекта равен ВЫх Объекта(р)-Епол риз. toUi - I - матрица Джонса, описывающа отражение от тестобъекта; cosj) sinp матрица повороsin р cosp та , описывающа изменение ориентации облучающего линейно пол ризованного света относительно тест-объекта; вектор Джонса облучающего линейно пол ризоIванного света Rn коэффициенты отражени материала тест-объекта дл S (перпендикул рной ) и Р (параллельной ) составл ющих облучающего света; угол между направлением пол ризации облучающего света и направлением собственной пол ри-зации тест-объекта . ициент отрг1жени R тест-объзмен етс от значени R R между направлением пол рилучающего света и направлественной пол ризации тест О, до значени R Rg 0° л. 1 приведены значени уг которых R 1,8%)При разначени х угла 2 между плосическими элементами и различени х показател преломлени ала тест-объекта.ISO is related to the field of instrumentation technology and can be used to measure small reflection coefficients, such as reflection coefficients of anti-reflective coatings. A known method for measuring the transmittance includes irradiating an object with a stream of light, measuring the intensity of light transmitted through the object, determining photometric calibration corrections using filters, polarizers and other optical elements with a known transmittance and determining the transmittance of the object taking into account the calibration corrections. However, the use of this method in measuring the reflection coefficient is not always possible. There is also known a method for measuring the reflection coefficient, which includes irradiating a test object with a known reflection coefficient, measuring the reflection coefficient of a test object, calculating the photometric calibration correction for the difference between the known and measured reflection coefficients, and measuring the actual reflection coefficient of the object under investigation. the object according to the measured reflection coefficient and photometric calibration correction. The method is carried out using a test object containing a flat optical element made of a material with a refractive index of 1.3-4.0 2j. The disadvantage of this method is the impossibility of accurately measuring reflection coefficients less than 1.8%, since optical media with a refractive index less than 1.3 do not exist. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement of reflection coefficients less than 1.8%. This goal is achieved by the fact that according to the method of measuring the reflection coefficient, including the irradiation of a test object with a known reflection coefficient by a light flux, the measurement of the reflection coefficient of an object, the calculation of the photometric calibration correction for the difference between the known and measured reflection coefficients of the test object, from 412 measurements the reflection coefficient of the object under study and the calculation of the real reflection coefficient of the object under study from the measured reflection coefficient and photometry With a standard calibration correction, the test object is irradiated with linearly polarized light, the dependence of the reflection coefficient of the test object (Ru, ..) on the angle p between the direction of polarization of the incident light and the direction of its own polarization of the test object, the angle interval (p) 0 is measured -90, and the photometric calibration correction 1 (UR) is determined from the relation - R2, cosjO-R | , UR - R. De R ,, ,, reflectance of the material of the test object for the S and P components of the irradiating light; a polarization of light perpendicular to the plane of incidence; the polarization of light parallel to the plane of incidence. In this case, the method is carried out with the help of a test object containing a flat optical element made of a material with a refractive index of 1.3-4.0, in which a second flat optical element is additionally installed at an angle of 60 2 (120 ° to the first. Fig. 1 shows a section of the test object at an angle of 2L between the optical surfaces of 60 ° (2 bo); in Fig. 2 - 60 ° "from 2tL to 3 - 2Y in Fig. 4 - 90 °; in Fig. 5 2 ° C 120 °; in Fig. 6 the relative position of the irradiating linearly polarized light and the test object. Test object 1 contains two flat optical elements a and b, which are set at an angle of 2c6 to each other. Irradiated light 2 falls on the surface H reflected from it light 3 - on the surface b and reflected from the surface b the light 4 is directed to the photodetector of the measuring device (4 mg. 2- 4) The reflection coefficient of such a test object depends on the refractive index of the material of the test object, an angle of 2-6 between two flat optical elements a and b, and for linearly polarized light, on the direction of polarization of the irradiating light. The test object is designed for double reflection of the incident light (from surfaces a and b). Thus, the test object corresponds to the working conditions of the angle of 2ct- defined by the inequality 60 (Fig. 1 and 5). The reflection coefficient is transparent to the test object, depending on the orientation of the linearly irradiating illuminated light. formalism of the vector and Jones matrix. The plane of incidence of the irradiation light on the test object is chosen perpendicular to the line of intersection of the planes a and b (Fig. 6). In this case, the direction 5 of the self-polarization of the test object, i.e. the direction for which the P-polarization of the irradiating linear polarized light does not change, is also perpendicular to the intersection line of the flat optical elements a and b. The reflection coefficient of the test object depends on the angle p between the direction 6 of the polarization of the irradiating light and the direction 5 of the own polarization of the test object. The reflection coefficient R of test volume 1 is equal to the sum of the squares that make up the Jones vector at the output of the test object E RpocverH + | Е R2 cos + + R | ). The Jones vector of the output of the test object is OUT Object (p) -Epoliz. toUi - I - Jones matrix, describing the reflection from the test object; cosj) a sinp matrix of rotational orientation describing a change in the orientation of the irradiating linearly polarized light relative to the test object; Jones vector of irradiating linearly polarized light Rn is the reflection coefficient of the material of the test object for S (perpendicular) and P (parallel) components of the irradiating light; angle between the direction of polarization of the irradiating light and the direction of self-polarization of the test object. The exclusion patient R is tested from the value of R R between the direction of the polarizing light and the directional polarization of the test O, to the value R Rg 0 ° L. 1 shows the angles of which R is 1.8%) With the angle difference 2 between the planar elements and the differences of the refractive index of the test object.
Как видно из табл. 1, интервал углов р, дл которых определ ют градуировочную поправку, при промежуточных значени х п должен лежать в диапазоне О -90 .As can be seen from the table. 1, the interval of the angles p, for which the calibration correction is determined, at intermediate values of n must lie in the range of O -90.
Производ т измерение коэффициента от15ажени двухслойного просветл ющего покрыти в области спектра 640-760 нм при помощи микроскопаспектрофотометра МСФП-2 и при помощи предлагаемого способа и тест-объекта . Относительна точность измерени коэффициента отражени приборомThe measurement of the ratio of a 15-layer bilayer antireflection coating in the spectral range 640-760 nm is made using an MSFP-2 microscope spectrophotometer and using the proposed method and test object. Relative measurement accuracy of the reflection coefficient of the device
МСФП-2 составл ет ±1,5% при R 1% и +0,08% при R 1% 2 .MSFP-2 is ± 1.5% with R 1% and + 0.08% with R 1% 2.
Точность измерени коэффициента отражени при помощи предлагаемого способа и тест-объекта определ етс точностью установки угла р, т.е. точностью установки пол ризатора. При использовании пол ризатора с точностью установки угла точность измерени коэффициента отражени составл ет 0,005%.The accuracy of measuring the reflection coefficient using the proposed method and test object is determined by the accuracy of setting the angle p, i.e. accuracy of installation of the polarizer. When using a polarizer with an angle setting accuracy, the reflection coefficient measurement accuracy is 0.005%.
Результаты измерений приведены в табл. 2.The measurement results are shown in Table. 2
Таблица 2table 2
Из табл. 2 видно, что относитель- ,Q на погрешность измерений на приборе МСФП-2 достигает 80%, а с использо / ./,From tab. 2 shows that the relative, Q on the measurement error on the MSFP-2 device reaches 80%, and using / ./,
/,/,
/ х ; Xj j / x; Xj j
й / st /
Фмг.1Fmg.1
4/14/1
.X.X
/, fi//, fi /
j jj О Xj jj o X
А BUT
/ ,/ /, у V // /, / /, v //
Фмг.5Fmg.5
.2 ванием предлагаемого способа и тест-объекта не превышает ..2 by the proposed method and test object does not exceed.
аФуг .aFug
.5.five
6 56 5
;;
5 five
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833609192A SU1122941A1 (en) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | Method of measuring reflection factor and test-object for application thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833609192A SU1122941A1 (en) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | Method of measuring reflection factor and test-object for application thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1122941A1 true SU1122941A1 (en) | 1984-11-07 |
Family
ID=21069818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833609192A SU1122941A1 (en) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | Method of measuring reflection factor and test-object for application thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1122941A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805776C1 (en) * | 2023-07-05 | 2023-10-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Method for measuring anisotropic reflection spectrum of semiconductor materials and device for its implementation |
-
1983
- 1983-04-06 SU SU833609192A patent/SU1122941A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Беннет Х.Б., Беннет ,Г1ж.М. Физика тонких пленок, т. 1У, М., Мир, 1970, с. 62-64. 2. Микроскоп-спектрофотометр МСФП-2. Техническое описание и инструкци по эксплуатации. ЛОМО, Л., ;1981 (прототип) . * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805776C1 (en) * | 2023-07-05 | 2023-10-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Method for measuring anisotropic reflection spectrum of semiconductor materials and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4728027B2 (en) | Light measuring device | |
US6353477B1 (en) | Regression calibrated spectroscopic rotating compensator ellipsometer system with pseudo-achromatic retarder system | |
US5963327A (en) | Total internal reflection electromagnetic radiation beam entry to, and exit from, ellipsometer, polarimeter, reflectometer and the like systems | |
US6804003B1 (en) | System for analyzing surface characteristics with self-calibrating capability | |
JP5368507B2 (en) | Surface characteristic analysis system with self-calibration function | |
EP1653190B1 (en) | Monolithic quadrature detector | |
Clarke et al. | Helmholtz reciprocity: Its validity and application to reflectometry | |
EP1026495A2 (en) | Adjustable beam alignment compensator/retarder | |
SE416681B (en) | SET YEMFORA TWO SURFACE REFLECTION FEATURES | |
US6181421B1 (en) | Ellipsometer and polarimeter with zero-order plate compensator | |
JP4399126B2 (en) | Spectroscopic ellipsometer | |
Azzam et al. | Conventional and generalized Mueller-matrix ellipsometry using the four-detector photopolarimeter | |
US7099006B1 (en) | Ellipsometer or polarimeter and the like system with beam chromatic shifting and directing means | |
SU1122941A1 (en) | Method of measuring reflection factor and test-object for application thereof | |
Azzam | NIRSE: Normal-incidence rotating-sample ellipsometer | |
US20040233436A1 (en) | Self-calibrating beam profile ellipsometer | |
US6483586B1 (en) | Beam splitting analyzer means in rotating compensator ellipsometer | |
US7535566B1 (en) | Beam chromatic shifting and directing means | |
Karabegov | Metrological and technical characteristics of total internal reflection refractometers | |
SU1402864A1 (en) | Method of measuring reflection factor of optical material | |
SU1642334A1 (en) | Method of material refractive index determination | |
JPS60249007A (en) | Instrument for measuring film thickness | |
SU1104399A1 (en) | Medium refraction index measuring method | |
SU1141315A1 (en) | Method of measuring polymeric material double refraction value | |
CN116203805A (en) | Ellipsometry correction method and device |