椭圆偏振分析器

摘要

 

椭圆偏振仪是一种光学测量方法，通常用于确定薄膜的介电特性。测量涉及确定不同波长和入射角下从样品反射或透射时光偏振态的变化。因此，它可用于表征成分、粗糙度、厚度、结晶性能、导电性和其他材料特性。它对入射辐射与所研究材料相互作用的光学响应变化非常敏感。此用例演示了椭圆偏振仪的基本原理，并说明了 VirtualLab Fusion中内置椭圆偏振分析器的使用。

 

椭圆偏振仪的基本原理
 

当线偏振光(分解为一个偏振平行(𝐸p,i)和一个垂直于入射面(𝐸s,i)的波)与电介质相互作用时，偏振态会发生变化。从入射波和反射(或透射)波之间的相移(𝛥)，以及反射(或透射)振幅的比值(tan(𝛹))，可以推导出介质的介电特性(𝑛, 𝑘)。

 

椭圆偏振仪的基本原理

 

注意：类似的考虑适用于透射情况，但为了简单起见，只讨论反射。
 

将椭偏分析器加入系统

 

分析输出


 

椭偏分析器可以计算光在所定义堆栈上反射或透射的结果。

该堆栈可以由单个或一定数量的层组成，也可以由1D或2D周期结构(光栅)组成。

分析器在计算过程中配置光学设置的方向和位置。因此，不需要配置光源的位置，光学系统中的探测器或光源中的偏振态。
 

级次选择


 

对于一个层堆栈，如果没有横向周期性，则应选择级次(0,0)。

如果使用光栅结构作为样品，可以通过在x和y上定义所研究的衍射级次的指数，来选择所考虑的衍射级次。

对于一维周期光栅，第二指数应为零。

 

输出

 

角度定义


 

入射角可以用度(Deg)或弧度(Rad)来定义。
 

TM相对于TE的相移是一个相移补偿器，如果引入到椭偏分析中，它只会移动p和s偏振之间的相对相位差(𝛥)，而不会对p和s偏振分量的实际振幅产生影响(Ψ)。

 

波长和入射角的扫描


 

椭偏分析器包括一个选项，通过定义变化的范围、步长和步数来扫描波长和入射角参数。
 

请注意，扫描的波长范围必须在所定义样品材料定义的波长范围内。

 

实例系统

 

请参阅完整的用例：SiO2涂层的可变角度椭偏光谱(VAS)分析
 

分析器的示例输出

 

分析器的示例输出——穆勒矩阵

 

文件信息

 

延伸阅读
SiO2涂层的可变角度椭偏光谱(VAS)分析