[發明專利]一種測量雙片波片補償器中光軸偏差角的方法

有效

• 申請號: 201310039434.8
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103968783A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 崔高增;劉濤;李國光
• 申請（專利權）人: 北京智朗芯光科技有限公司;中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

本發明涉及光學器件技術領域，特別涉及一種測量雙片波片補償器中光軸偏差角的方法。

背景技術

波片作為偏振光技術中重要的光學器件，可以改變光束的偏振狀態，被廣泛應用于激光衰減、偏振光顯微鏡、偏振修正、光隔離器、干涉儀、偏振儀等諸多方面。特別在集成電路和材料研究領域常用的橢圓偏振儀和光學臨界尺度量測設備（OCD）中，波片是能夠實現超精密尺度測量的關鍵器件，測量厚度分辨率可達對于先進的寬光譜橢圓偏振量測系統，通常利用雙片波片構成形式實現光譜范圍內的更均勻偏振相位調制。

對于橢圓偏振量測儀器，波片延遲的優選值為但對于寬光譜量測，例如在190nm-1000nm范圍的寬光譜范圍內，單片式波片具有很多局限性，其中，真零級波片由于很薄，很難制造，而低級和高級波片都會造成相位延遲光譜的震蕩，限制測量的靈敏度，此外，真零級波片的加工和膠合限制也會影響深紫外波段。因此，空氣隙的雙片零級波片、消色差波片等被廣泛應用于寬光譜測量中,如MgF₂材料制造的雙片波片補償器，可以覆蓋從近紅外到深紫外的寬光譜傳輸范圍、并且還具有不旋光性等優點。但限于加工工藝，雙片波片補償器中兩片晶體的快軸不是絕對的垂直，存在一定的光軸偏差角度，在此情況下，會造成橢偏參數ψ和Δ出現震蕩，使橢圓偏振系統出現測量偏差。因此，對于采用雙片波片的光學系統，波片光軸的偏差角度需要有效檢測和控制的方法。

曾有研究提出采用雙片波片方法檢測偏差角度，該方法要求檢測系統的起偏器角度和檢偏器角度必須限制在調整精度要求較高，因此，測量精度會受到調整精度的影響。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于直通式PC_rA橢圓偏振系統，通過旋轉波片，可以測量出雙片波片補償器中光軸對準的偏差角度，即光軸偏差角的測量雙片波片補償器中光軸偏差角的方法。

本發明提供的測量雙片波片補償器中光軸偏差角的方法，所述方法基于無樣品直通式旋轉波片橢偏光學系統，所述光學系統包括光源、起偏器、雙片波片補償器、檢偏器和探測單元，由所述光源發出的光依次通過所述起偏器、雙片波片補償器、檢偏器后被所述探測單元接收，包括以下步驟：

步驟1：旋轉所述雙片波片補償器，得到不同波長下的光譜強度；

步驟2：對所述探測單元接收到的各個波長下的光譜強度作傅里葉展開或擬合，得到不同波長下的實驗傅里葉系數α′₄,β′₄；

步驟3：通過下式以及得到的所述的實驗傅里葉系數α′₄,β′₄的值，計算得到光軸偏差角Δ_c；