Эллипсометрия

Эллипсометрия — высокочувствительный и точный поляризационно-оптический метод исследования поверхностей и границ раздела различных сред (твердых, жидких, газообразных), основанный на изучении изменения состояния поляризации света после взаимодействия его с поверхностью границ раздела этих сред.

Термин «эллипсометрия» предложил в 1944 г Ротен, поскольку речь идет об изучении эллиптической поляризации, возникающей в общем случае при наложении взаимно перпендикулярных колебаний, на которые всегда можно разложить поле световой волны относительно плоскости её падения. Хотя указанные изменения можно наблюдать как в отраженном, так и в проходящем свете, в настоящее время в подавляющем числе работ изучается поляризация отраженного света. Поэтому обычно в эллипсометрии подразумевают изучение изменений поляризации света при отражении.

Эллипсометрия — совокупность методов изучения поверхностей жидких и твердых тел по состоянию поляризации светового пучка, отраженного этой поверхностью и преломленного на ней. Падающий на поверхность монохроматический плоскополяризованный свет приобретает при отражении и преломлении эллиптическую поляризацию вследствие наличия тонкого переходного слоя на границе раздела сред. Зависимость между оптическими постоянными слоя и параметрами эллиптически поляризованного света устанавливается на основании формул Френеля. На принципах эллипсометрии построены методы чувствительных бесконтактных исследований поверхности жидкости или твердых веществ, процессов абсорбции. коррозии и др.

Приборы, основанные на методе эллипсометрии, - спектральные эллипсометры (или спектроэллипсометры). В качестве источника света в них используются лампы различных типов(для исследованя в разных участках спектра), сведодиоды, а также лазеры. Кроме того, в России создан прибор на светодиодах - светодиодный спектральный эллипсометр, который также, как лазерный, дает возможность исследовать не только микро- , но и наноразмерные неоднородности на поверхности изучаемого объекта. Светодиодные источники света имеют ряд преимуществ перед традиционными ламповыми. Это:

- высокое отношение сигнал/шум сигнала на выходе;

- высокая надежность и экономичность;

- отсутствие необходимости использования светофильтров для выделения части спектра;

- малые габариты и низкая себестоимость;

К преимуществам же спектральных эллипсометров с классическими ламповым источником света можно отнести:

- Высокая яркость источника (типичная мощность до 150 Вт, в отдельных случаях до 1 квт);

- Широкий рабочий спектральный диапазон - от дальнего УФ до среднего ИК;

Данные особенности позволяют проводить анализ многослойных покрытий с толщиной пленок от нескольких ангстрем до десятков микрометров.

Источник: Википедия