成像椭偏仪的系统参数校准方法

摘要

一种成像椭偏仪系统参数的校准方法，可校准成像椭偏仪的系统参数，包括起偏器的偏振方向、检偏器的偏振方向、左右光栅尺的原点位置。该校准方法过程简单、准确，重复性高。校准完成后，无需调整系统部件即可直接测量，从而简化测量过程、提高测量精度。

主权项

一种成像椭偏仪系统参数的校准方法，其特征在于该校准方法包括以下步骤：①调整自准直仪(14)，使自准直仪(14)的出射光方向通过成像椭偏仪旋转台(6)的圆心，在成像椭偏仪旋转台(6)上沿自准直仪(14)依次设置偏振分束器(15)和直角棱镜(16)，所述的直角棱镜(16)的斜面向右直角边置于样品台上，调整所述的偏振分束器(15)使所述的自准直仪(14)出射的光正入射并经偏振分束器(15)分为互相垂直的o光和e光，o光的偏振方向平行于入射面，e光的偏振方向垂直于入射面，o光经所述的直角棱镜(16)的斜面反射，所述的直角棱镜(16)的一个小于45°的锐角α摆在右边，打开激光器(1)，调整所述的直角棱镜(16)，使自准直仪(14)出射光与激光器1发射的光交于直角棱镜(16)斜边上同一点，自准直仪(14)出射的o光垂直于直角棱镜(16)的直角边；②转动反射臂(002)，使反射臂(002)的光栅尺传感器停在右光栅尺(17)的原点，此时反射臂(002)上的右光栅尺(17)的读数为0，再缓慢旋转所述的反射臂(002)，CCD相机(9)实时记录光强，当光强最小时，右光栅尺(17)的读数为l₁，得到反射臂(002)和右光栅尺(17)原点的夹角为θ₁，根据光路的几何关系可推出右光栅尺(17)原点与旋转台圆心连线和法线的夹角为2α‑θ₁，即右光栅尺(17)原点位置与法线的夹角；③此时固定反射臂(002)，将控制检偏器(7)的伺服电机复归机械原点，即伺服电机编码器读数为0，伺服电机驱动所述的检偏器(7)缓慢旋转，所述的CCD相机(9)实时记录光强，当光强最小或者完全消光时，此时检偏器(7)的通光方向为s方向，此时在控制器(11)调整控制检偏器(7)的伺服电机的原点位置，使得伺服电机编码器读数为0时，检偏器(7)的通光方向为s方向；④将入射臂(001)的1/4波片(2)、准直器(3)、补偿器(5)卸下，将所述的直角棱镜(16)的斜边向左摆放，直角棱镜(16)的一个小于45°的锐角α摆在左边，再按上述步骤①调整所述的直角棱镜(16)，关闭激光器(1)，将所述的CCD相机(9)安装在入射臂的激光器(1)和起偏器(4)之间的光路上；⑤转动入射臂(001)，使入射臂(001)的光栅尺传感器停在左光栅尺(13)的原点，此时入射臂(001)上的左光栅尺(13)的读数为0，再缓慢旋转所述的入射臂(001)，所述的CCD相机实时记录光强，当光强最小时，左光栅尺(13)的读数为l₂，得到入射臂001和左光栅尺(13)原点的夹角为θ₂，根据光路的几何关系可推出左光栅尺(13)原点与旋转台圆心连线和法线的夹角为2α‑θ₂，即左光栅尺(13)原点位置与法线的夹角；⑥此时固定入射臂(001)，将控制起偏器(4)的伺服电机复归机械原点，即伺服电机编码器读数为0，伺服电机驱动所述的起偏器(4)缓慢旋转，所述的CCD相机(9)实时记录光强，当光强最小或者完全消光时，此时起偏器(4)的通光方向为s方向，此时在控制器(11)调整控制起偏器(4)的伺服电机的原点位置，使得伺服电机编码器读数为0时，起偏器(4)的通光方向为s方向；⑦将入射臂(001)上的CCD相机(9)卸下并装回所述的反射臂(002)上，将所述的1/4波片(2)、准直器(3)、补偿器(5)装回所述的入射臂(001)，校准结束。