[發明專利]一種傅里葉變換紅外穆勒矩陣橢偏儀及其測量方法

在審

• 申請號: 201811455824.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109580551A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 張傳維;劉檸林;郭春付;李偉奇;劉世元
• 申請（專利權）人: 武漢頤光科技有限公司;華中科技大學
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01J1/42
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種傅里葉變換紅外穆勒矩陣橢偏儀，其特征在于，該橢偏儀包括光源調制模塊(15)、起偏調制模塊(16)、檢偏調制模塊(17)、樣品臺(8)和控制模塊(18)，其中：

所述光源調制模塊(15)位于起偏臂上，包括紅外光源(1)、邁克爾遜干涉儀(2)和離軸拋物鏡(3)，其中所述紅外光源(1)位于所述離軸拋物鏡(3)焦點的正上方，該紅外光源(1)發出的紅外光束經過所述邁克爾遜干涉儀(2)的干涉調制后進入所述離軸拋物鏡(3)，進行準直后發出準直光束；

所述起偏調制模塊(16)位于起偏臂上，包括沿所述準直光束傳播方向依次擺放的起偏器(4)和第一旋轉相位延遲器(6)，其中所述第一旋轉相位延遲器(6)包括帶動其步進旋轉的第一電機(5)，所述準直光束經過所述起偏器(4)變為線偏振光，然后經過所述第一旋轉相位延遲器(6)的調制后發出入射光；

所述樣品臺(8)上方擺放待測樣品(7)，所述入射光照射到所述待測樣品(7)表面并發出反射光；

所述檢偏調制模塊(17)位于檢偏臂上，包括沿反射光傳播方向依次擺放的第二旋轉相位延遲器(9)、檢偏器(11)和紅外光電探測器(12)，其中所述第二旋轉相位延遲器(9)包括帶動其步進旋轉的第二電機(10)，并且所述起偏臂和檢偏臂相對于樣品臺(8)的軸線對稱布置；所述反射光經過所述第二旋轉相位延遲器(9)的調制后通過所述檢偏器(11)再次變為線偏振光，并由所述紅外光電探測器(12)進行光強探測；

所述控制模塊(18)包括電機驅動控制器(14)和計算機(13)，所述電機驅動控制器(14)控制所述第一電機(5)和第二電機(10)進行步進旋轉，所述計算機(13)控制所述邁克爾遜干涉儀(2)的調制和所述紅外光電探測器(12)的光強探測。

2.如權利要求1所述的傅里葉變換紅外穆勒矩陣橢偏儀，其特征在于，所述紅外光源(1)優選為熱發光光源，并且其發射的紅外光束光譜范圍位于近紅外至中紅外波段范圍內，波長優選為1μm～8.5μm；所述離軸拋物鏡(3)優選為離軸角90度的鍍金離軸拋物鏡。

3.如權利要求1或2所述的傅里葉變換紅外穆勒矩陣橢偏儀，其特征在于，所述起偏器(4)和檢偏器(11)優選采用由雙金屬線柵偏振片組成的偏振器；所述第一旋轉相位延遲器(6)和第二旋轉相位延遲器(9)采用內部全反射型相位延遲器，并進一步優選采用雙菱形菲涅爾棱鏡相位延遲器；所述第一電機(5)和第二電機(10)優選采用旁軸電機或中空電機，防止電機對光路造成遮擋。

4.如權利要求1～3任一項所述的傅里葉變換紅外穆勒矩陣橢偏儀，其特征在于，所述紅外光電探測器(12)優選采用PbSe，PbTe，InSb，InGaAs，非本征鍺器件或HgCdTe半導體合金探測器。