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全光谱椭偏仪工作原理及应用场景

2025年09月08日 10:48:46      来源:质朋仪器贸易(上海)有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:14

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全光谱椭偏仪是一种用于生物学、材料科学领域的分析仪器。常用来探测薄膜厚度、光学常数、孔隙率以及材料微结构的特性。工作原理是基于椭圆偏振光在样品表面的反射,通过测量反射光的偏振态变化(幅度和相位),来计算或拟合出材料的相关属性。入射光束(通常为线偏振光)的电场可在两个垂直平面上分解为矢量元,反射光或透射光一般是椭圆偏振光。用复数ρ来表示偏振态的变化,其中ψ和∆分别描述反射光 p 波与 s 波振幅衰减比和相位差。通过菲涅耳反射系数 rp 和 rs 以及相关公式,可以计算出材料的折射率 n(真空中的光速与材料中光的传播速度的比值)和消光系数 k(表征材料对光的吸收)等光学常数。


全光谱椭偏仪的主要特点包括:

• 测量精度高:能测量很薄的膜(低至单原子层),精度比干涉法高1-2个数量级;

• 非接触、非破坏性测量:不必特别制备样品,也不损坏样品;

• 可同时测量多个参数:能同时测量膜的厚度、折射率以及吸收率;

• 适用材料广泛:可测的材料包括半导体、电介质、聚合物、有机物、金属、多层膜物质等;

• 光谱范围可选:从深紫外到红外,不同的光谱范围能提供关于材料的不同信息,可根据被测材料的属性、薄膜厚度及关心的光谱段等因素进行选择,以提升多层探测能力并测试物质对不同波长光波的折射率等。


在选择合适的全光谱椭偏仪时,除了光谱范围,测量速度通常也是一个重要的考虑因素。其测量速度一般由所选择的分光仪器来决定,例如使用单色仪每次只能测试一个波长,速度较慢,但波长比较准确;而利用探测器阵列同时测量整个光谱范围的方式,在需要快速测量时较为常用。


全光谱椭偏仪在众多领域都有应用,如半导体、微电子、通讯、数据存储、光学镀膜、平板显示器、科研、生物、医药等。它可用于研究半导体集成电路制造、光学镀膜和保护膜、聚合物特性等,也可应用于材料科学、物理、化学等基础研究,以及生物、医药等领域的相关研究。


不同型号的全光谱椭偏仪具有不同的技术指标,例如致东 Radiation椭偏仪的技术指标如下:

规格

技术指标

衬底类型

透明或半透明衬底

光源

氙灯

光源寿命

>8760H

光谱范围

300-1000nm

入射角

70度(40-90度 每5度可调)

光斑直径

100x120μm(Min80x100um)

测量时间(不对焦)

<2S(单层模型),<6s(多层模型)

膜厚测量范围(单层膜)

1nm-15μm

对焦

自动讯号对焦

膜厚测量精度

<0.5nm(基于标片)

折射率测量精度

<0.005(基于标片)

厚度重复性精度:

<0.5A1 sigma 标准差,10times)(基于标准片)

折射率重复性精度:

<0.00051 sigma标准差,10times)(基于标准片)

可测试膜层数量

2

标片数量

2


致东 Radiation椭偏仪紧凑型膜厚量测设备

● 安装移动迅速便捷

● 适用于所有非金属膜质

● 多样化的应用选择

● 工业标准数据端口


关键词:光谱仪 | 椭偏仪 | 反射仪



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