Кювета для эллипсометрических исследований различных объектов в жидких средах

 

O П И С А Н И Е (i 868491

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистнчесни к

Республик

{6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 09. 01. 80(2! ) 2867019/18-25 с присоединением заявки М— (23 j П риоритет— (5t)М. Кл.

G 01 И 21/03 ЬеударстееныФ камятвт

CCCO

00 аеазн ию5ретеввВ а Фйфыий.

Опубликовано 30. 09. 81 ° бюллетень ф@ 36 (pg) уд (. 24 2(088. 8)

Дата опубликования описания 30 09 81

1 ! !

1 (72) Авторы изобретения

Н.Ю. Лызлов и В.И. Пшеницын (7I) Заявитель (54) КЮВЕТА ДЛЯ ЗЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ В ЖИДКИХ СРЕДАХ

Изобретение относится к оптической технике, а именно к конструкции оптических устройств, называемых ячейками или кюветами,:применяемых для пропускания направленного луча света на исследуемый объект. Такие устройства используются, в частности, при измерении толщины тонких поверхностных слоев или при исследовании физико-химических свойств поверхностей при протекании на них электрохимичес10 ких или адсорбционных процессов, например при изучении процессов, протекающих на поверхности электродов, использующихся в химических источни.-!

5 ках тока.

Кюветы являются составной съемной частью эллипсометрической установки, с помощью которой производятся измерения оптических констант и толФ

20 щины тонких слоев на исследуемых поверхностях объектов путем измерения коэффициента отражения света от поверхности.

Известны кюветы с постоянно зафиксированными в одном положении оптическими окнами, в которые под постоянным углом падает луч света (1 ).

Однако такие кюветы не обеспечивают получение необходимой информации о поверхности исследуемой детали, что приводит к понижению надежности результатов эксперимента или исследования.

Наиболее близкой к предлагаемой является кювета, имеющая цилиндрический корпус из тефлона, в который вмонтированы оптические окна из кварца или стекла установленные на подвижных шарнирах-держателях. Исследуемая деталь помещается во внутрь цилиндра, заполненного необходимой средой $2 ).

Для направления луча света в оптическое окно и отражения его от поверхности изделия в другое оптическое окно необходимо производить юстировку оптических окон перпендикулярно падающему и отраженному лучам, Эта опера868491 ция достаточно сложная и длительная.

Кроме того, выполнение. оптических окон на шарнирах не обеспечивает достаточной герметичности кюветы, в результате чего при ее юстировке происходит просачивание эксплуатационной среды на аппаратуру, что при работе с агрессивными жидкостями приводит к повреждениям аппаратуры.

Цель изобретения — расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости их проведения.

Поставленная цель достигается тем, что кювета для эллипсометрических исследований различных объектов в жидких средах, содержащая полый корпус и выполненные из кварца участки для прохождения луча света, выполнена составной из герметично соединЕнных полусферы из кварцевого оптического стекла и плоского основания.

При этом основание выполнено из кварцевого оптического стекла.

На чертеже изображена предлагаемая кювета.

Кювета имеет форму полусферы 1 с полостью 2 со стенкой постояннои толщины и плоским основанием 3, rep метично соединенным по плоскости с торцовой частью полусферы. В верхней части полусферы может быть отверстие 4 для помещения внутрь кю. веты исследуемого объекта и жидкой среды.

Выполнение кюветы сферической формы. позволяет направить луч света под любым углом к поверхности исследуемого образца при постоянном перпендикулярном прохождении его через стенки кюветы, что позволяет менять угол падения луча и получать тем самым необходимый объем экспериментальной информации. Герметичность соединения кюветы-полусферы. с основанием может быть обеспечена сваркой, склеиванием, пришлифовкой и другими известными способами. Выполнение кюветы герметичной устраняет утечку агрессивной жидкой среды.

Кроме того, выполнение полусферы из кварца искЛючает попадание загрязняющих примесей в исследуемую систему, что особенно необходимо при исследованиях электрохимических и адсорбционных процессов.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением эллипсометрических измерений исследуемый образец помещается в кювету таким образом, что

его поверхность совпадает с плоскостью большого круга сферы. Далее кювета устанавливается на подвижном столике эллипсометра и с помощью микрометрических винтов столика (деталей эллипсометрической установки) передвигается относительно падающего луча света до того положения, когда световой луч падает перпендикулярно на ее стенку. Зто положение кюветы, при котором отраженный от поверхности образца луч также перпендикулярен противоположной стенке кюветы, легко регистрируется по отраженному от стенки "зайчику", положение которого должно совпадать с положением источгО ника света.

Использование предлагаемого устройства позволяет расширить диапазон исследований, уменьшить время экспериментов в несколько раз (примерно на 30-60 мин при смене угла падения луча света), т.е. для одной измерительной операции сократить время эксперимента на 2,5-3 ч. Кроме того, исключается повреждение эллипсометрической установки агрессивной средой и гарантируется максимальная чистота проведения эксперимента.

Формула изобретения

1. Кювета для эллйпсометрических исследований различных объектов в жидких средах, содержащая полый корпус и выполненные из кварца участки для прохождения луча света, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с

40 целью расширения -диапазона исследований и снижения трудоемкости их проведения, кювета выполнена составной из герметично соединенных полусферы из кварцевого оптического стек4 ла и плоского основания.

2. Кювета по п. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что основание выполнено из кварцевого оптического стекла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горшков М.M. Зллипсометрия.

М °, "Советское радио", 1975, с. 10.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 437462, кл. G 01 N 21/04, 1972

55 (прототип) .

868491

Составитель В. Юртаев

Редактор Т. Мермелштайн Техред М. Рейвес Корректор M. Шароши

Заказ 8309/58 Тираж 910 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