一种变入射角度光谱椭偏成像测量的系统和方法

• 摘要：

  本发明涉及一种变入射角度光谱椭偏成像测量的系统和方法,该成像测量系统包括入射部分和出射部分中的各光学器件共轴安装在入射光轴和出射光轴上;入射部分发出的准单色、准直、偏振探测光束照明到待测样品上,样品对入射光的偏振态进行调制后发出反射的偏振光束,该光束进入出射部分中再次进行偏振态的调制后成像在图像传感器上形成图像的电信号;此电信号进入图像处理及系统控制部分进行图像采集、显示及分析处理,计算机对系统中的各运动部件进行驱动、控制,并接收运动反馈;测量时,通过入射角度扫描和波长扫描,从而同时得到样品视场范围内各点的光谱椭偏参数.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN200710063016.7

• 申请日期：

  2007.01.24

• 公开/公告号：

  CN101231239

• 公开/公告日：

  2008-07-30

• 发明人：

  靳刚 孟永宏

• 申请人：

  中国科学院力学研究所

• 主分类号：

  G01N21/21(2006.01)I,G,G01,G01N,G01N21

• 分类号：

  G01N21/21(2006.01)I,G01N21/41(2006.01)I,G01N21/01(2006.01)I,G02B26/00(2006.01)I,G,G01,G02,G01N,G02B,G01N21,G02B26,G01N21/21,G01N21/41,G01N21/01,G02B26/00

• 主权项：

  1. 一种变入射角度光谱椭偏成像测量的系统,包括:一入射旋转臂(1),该入射旋转臂(1)用于改变入射光轴与样品(20)之间的夹角;一样品旋转台(2)和出射旋转臂(3),入射旋转臂(1)的末端与出射旋转臂(3)的前端重叠在一起,样品旋转台(2)安置在其上并通过样品旋转台(2)的轴将三者连接,样品(20)安装在样品旋转台(2)上,样品垂直于入射面,并且其表面通过中心轴;一用于可进行波长扫描的、准单色光输出的单色光发生装置(10),该输出的光束用于照明待测样品;一准直透镜(11),用于将单色光发生装置(10)产生的光进行准直、扩束;一用于将探测光束变换为偏振方向可控的线偏振光的线性起偏器(12),该线性起偏器(12)安装在起偏器旋转台(13)上;一个样品(20),该样品(20)为一个反射式的平面块状或平的薄膜材料,用于样品接收来自入射部分产生的准直、准单色的偏振光波的照明,并对该光波的偏振态进行调制;一用于对样品(20)的反射光偏振态进行调制的线性检偏器(31),该线性检偏器安装在出射光轴上;一个图像传感器(34),用于接收样品经成像物镜所成的实像,并将其转化为电信号;一用于对图像传感器(34)采集的图像进行显示及处理、分析,以及对整个装置的部件进行运动控制的图像处理及系统控制部分;其特征在于,还包括:一个相位补偿器(14),用于在两个互相垂直的方向上产生一个位相延迟差,改变偏振光的偏振态;该相位补偿器(14)固定在补偿器旋转台(15)上,并设置在入射旋转臂(1)上的偏振器(12)与样品(20)之间的光路上,或出射旋转臂(3)上的样品(20)与线性检偏器(310之间的光路上;一用于对样品进行成像的成像物镜(33),该成像物镜(33)共轴安放在出射光轴上偏振器(31)之后,或放置在样品(20)与线性检偏器(31)之间;其中所述的单色光发生装置(10)、准直透镜(11)、线性起偏器(12)依次共轴安装在入射旋转臂(1)上,其光轴为入射光轴;安装在检偏器旋转台(32)上的线性检偏器(31)、成像物镜(33)共轴安装在出射旋转臂(2)上,其光轴为出射光轴,图像传感器(34)也安装在出射旋转臂上,其像敏面与样品(20)经成像物镜(33)的实像重合;所述的图像处理及系统控制部分由驱动控制箱(41),计算机(42)和图像采集卡(43)组成,所述的计算机(42)发出指令给驱动控制箱(41)中的电机控制卡,该电机控制卡将此信号传递给电机驱动器后带动驱动器进行旋转,再将器件的运动状态反馈回驱动控制箱(41)中的电机控制卡中,并通过驱动控制箱(41)与电子计算机(42)之间的通讯告知电子计算机(42)当前运动器件的运动状态;图像传感器(34)与监视器(44)和图像采集卡(43)电连接.