Способ измерения спектральныххарактеристик материала и устрой-ctbo для его реализации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ

<и>805078

-(61) Дополнительное к авт, саид-ву— (зцм. к.з (22) Заявлено 140978 (21) 2б82895/18-25

I с присоединением заявки Но

G J 3/12

Госудерствеииый комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.0 2.81. Бюллетень Н9 б

Дата опубликования описания 150281 (53) УД3(5З5. 8 (088, 8) В.И.Владимиров, В.П.Лаврищев, В.И.Никишин и 3.М.Яшин

-1

) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к исследованнию спектральных характеристик материалов, в частности для контроля полупроводниковых и диэлектрических.

Известны сйособы контроля материа-. 5 лов в поверхностном слое - спектрометрия нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО-МНПВО) Ll) °

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство, в котором используется спектрофотометр совместно с приставкой НПВО-МНПВО, и в котором основными элементами является источник из- 15 лучения, призма, установленная на пути коллимированного светового пучка и контактирующая гипотенуэиой гранью с исследуемым материалом, фотоприемник и регистратор, при этом свето- 20 вая энергия известного спектрального состава подается иа поверхностный слой, и регистрируется спектр выходяей световой энергии (.2).

К недостаткам относится низкая точность за счет малой длительности контакта светового пучка с измеряемым материалом и сложность конструкции устройства. 30

Цель изобретения - повышение точности измерений и.упрощение конструкции измерительного устройства.

Эта цель достигается тем, что коллимированный световой лучок направляют под критическими углами на поверхность измеряемого материала,экранируют отраженную световую энергию и регистрируют энергию боковых волн, при этом призма, контактирующая с измеряемым материалом, установлена с возможностью поворота относительно падающего светового пучка на пути отраженного светового пучка помещена диафрагма, а фотоприемник расположен на пути распространения боковых волн.

На фиг. 1 представлена схема измерения спектральных характеристик ма- териала; на фиг. 2 — схема устройства.

Способ основан на физическом эффекте, заключающемся в том, что световая волна при падении из оптически более плотной среды (показатель преломления n„) на границу раздела сред под критическим углом не только отражается, но и распространяется вдоль границы раздела в менее плотной среде (n ) Поверхностная световая волна J, взаимодействует с исследуе8ОЬ078 формула изобретения ф мым материалом на границе раздела и частично возвращается назад в оптически более плотную среду в виде бо колой волны Dred при этом боковая волна распространяется в оцтически более плотной среде также под критическим углом 1„р, определяемым из соотношения.уп „р †"," показатели преломления сред зависят от длины волны Х„ . Коллимированный световой пу-. чок широкого спектрального состав при изменении угла его падения на границу раздела сред диспергируется через .критические углы на монохроматические составляющие, которые последовательно в виде поверхностных световых волн проходят в измеряемой 15 среде и возвращаются обратно в эталонную среду в виде ооковых волн.

Устройство для измерения спектральных характеристик содержит источник

1 излучения, коллиматор 2, эталон- (} ную призму 3, диафрагму 4, измеряемый образец 5, поворотное устройство б, приемник 7 излучения, подключенный к рсгистратору 8 измерений.

Устройство работает слецующим образом.

Световая эпергия требуемого спектрального состава от источника 1 излучения коллиматором 2 направляется строго параллельным пучком на границу раздела эталонной призмы 3 с измеряемым образцом 5, Поворотным устройством 6, соединенным с регистратором 8 измерений, изменяется угол между световым пучком и границей раздела сред. Световая энергия преломления и отраженных пучков поглащается диафрагмой 4, а энергия поверхностных световых волн, диспергируемых по спектру через критические углы, после прохождения в поверхностном вислое измеряемого образца в виде боковой волны воспринимается фотоприемником 7,соединенным с регистратором 8 измерений,где и фиксируется спектрограмма.

1. Способ измерения спектральных характеристик материала в поверхностном слое путем подачи световой энергии известного спектрального состава на его поверхность и регистрации спектра выходящей световой энергии, отличающийся тем, что,с целью повышения точности измерения, коллимированный световой пучок направляют под критическими углами на поверхность измеряемого материала, экранируют отраженную световую энергию и регистрируют энергию боковых волн.

2. Устройство, реализующее способ по и, 1> содержащее источник излучения, призму, установленную на пути коллимированного светового пучка и контактирующую гипотенузной гранью с исследуемым материалом, фотоприемник и регистратор, о т л и ч.а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкции, призма установлена с возможностью поворота относительно падающего светового пучка, на пути отраженного светового пучка помещена диафрагма, а фотоприемник расположен на пути распространения боковых волн. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения. М., Мир, 1970, с. 21-41.

2. Там же, с. 307-309.

805078

-Составитель A,Cìèðíîâ

Редактор Л.Повхан Техред М.Коштура Корректср Е.Рашко

Заказ 10865/60 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4