Устройство для измерения мальгх потерь в тонких

 

ОПИСАНИЕ 196124 изОБРетения

Сок1з Советских

Содиалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21ат, 71

Заявлено 03.V.1966 (Л 1078234/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 16.V.1967. Бюллетень ¹ il

Дата опублнксвания описания 1.Л1.1967

МПК G Оlг

УДК 621.317.384 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете 1йииистров

СССР

Авторы изобретения

Л. Н. Дерюгин, А. H. Марчук и В. E. Сотин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПОТЕРЬ В ТОНКИХ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНКАХ В СУБМИЛЛИМЕ1РОВЪ|Х

ДИАПАЗОНАХ ВОЛН ее) ез, вз) е.т.

В субмиллиметровых диапазонах волн применяются пленки из диэлектриков для созда ния микроволновых волноводов, просветляющих покрытий, изготовления интерферепционных фильтров, зеркал и для других целей.

Важным показателем качества подобных пленок является величина тепловых потерь, которая в большинстве случаев весьма мала. Существующие устройства для измерения малых потерь, основанные на фотометрическом способе или способе многолучевой интсрферометрии, обладают малой точностью или являются сложными для практического причинения.

Предлагаемое устройство для измерень11 малых потерь в тонких диэлектрических пленках с использованием явления нарушенного полного внутреннего отражения отличается ст известных тем, что исследуемая пленка размещена на одной из границ трехгранной диэлектрической призмы, на которой нанесен тонкий слой из диэлектрика с прсницаемостью, меньшей диэлектрической проницаемости исследуемой пленки и призмы. Лазер и приемник расположены напротив двух других граней призмы. Кроме того, исследуемая пленка и призма находятся на поворотном основании, служащем для изменения угла падения луча лазера на пленку.

Это позволяет повысить точность измерения малых потерь в субмиллиметровы. диапазонах волн.

На чертеже изображено описываемое устройство.

Оно содержит газовый лазер 1, служащий источником линсйно поляризованного моно хроматического и малорасходящегося луча, диэлектрическую призму 2 с проницаемостью ее, тонкий диэлектрический слой 8, выполняемый из диэлектрика с проницаемостью исследуемую пленку 4, обладающую диэлектрической проницаемостью ес, поворотное устройство б, используемое для вращения призмы 2 и изменения угла падения ср луча лазера 1 на пленку 4, а также приемник 6 излучения, отраженного от пленки 4.

Между диэлектрическими проницаемостя ми призмы 2, диэлектрического слоя 8 11 Iтленки

4 должно выполняться соотношение

Линей1ю поляризованный луч оТ газового лазера 1, проходя через одну грань призмы 2, падает 1а другую грань под углом q, превышающим угол полного внутреннего отражения на границе сред ь. и ез, и затем, отражаясь, попадает в приемник б излучения. Часть энер гии лазерного луча через закритический слой

30 8 (слой с нарушенным полным внутренним

19612 1

Предмет изобретения (.остаа1псль Х. Hfyeff

Т хр< д Т. П. Курилко Коррскторы; Б. Н. Гудаоаа и H. И. Быстров»

Рсдакт î 1 И. Кор 1счко

За1;аа 1924 3 Тиран 535 Подиисио .

ЦНИ11ПР1 Коки1г та if0 i(;f;iк1 иаопрст illlii li открь:тий ири (опстс .Чи1;истроа (,С.т .:-

М >скпа, 11ситр, lip. Lñji па, 3,. 4

Типографии. ир. Га.1упо1.а, 2 отражением) проникает в нсслсдуему1о пленку 4 и возоуждает в ней поверхностную волну

Если горизонтальйая составляюгцая волнойого вектоуа; па 1ающего луча в призме 2 и собствечная постоянная распространения поверхноЕтной во ..lнвi B направлении Х в плепк, 4 достаточйо близки, то это возбуждение носит резонансный характер. При этом напря женность поля в слое может во много раз превышать напряженность поля в падающем Тп луче. Настройка системы в резонанс легко осуществляется изменением угла падения тр. от которого зависит горизонтальная составляющая волнового вектора падающего луча.

При наличии в пленке 4 тепловых потерь Тй часть энергии падающего луча будет поглощена в этом слое, и коэффициент отражсни11 от гpdHH, 11а которОЙ размещена пленка становится не равным единице. Б х1омепа указанного резонанса коэффициент отражс- 20 ния достигает минимума.

При заданных значениях диэлектрических проницаемостей сред е, ва, в4 и толщине Й пленки 4 минимальное значение коэффициента отражения зависит от угла потерь в пленкс 25

4, а также от толщины d закритического слоя

8. П р и н е к От О р ы х О H T и м В;1 ь -i ь1; 3 if а ч е н11 я х то;1щицы d минимальное значе1ше коэффициента отражения равно нулю.

Расходимость луча лазера (газового), работающего в непрерывном режиме с плоскими зеркалами, составляет малую величину порядка 10 -l. Использование такого лазера допускает применение предлагаемого устройства для измерения величин угла потер= о 10

Устройство для измерения малых потерь в

Гонких диэлектрических п. !енках В суомиллиметровых диапазонах волн с применением лазера в качестве источника излу 1ения, а также приемника излучения, отличающееся тем, что, с пелыо повышения точности измерения, исследуемая пленка размещена на одной из граней трехгранной диэлектрической призмы, на которой нанесен тонкий слой из диэлектрика с проницаемостью, меньшей диэлектрической проницаемости исследуемой пленки и призмы, а лазер и приемник расположены напротив двух других граней призмы, причем исследуемая пленка и призма размещены на поворотном основании, служащем для изменения угла IIBäåíHÿ луча лазера на пленку,