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Spektralfotometrische Messungen bei 60° Einfallswinkel

Absolutmessung des gerichteten Transmissions- und Reflexionsvermögens von Oberflächen und Schichten
Spectrophotometric measurements at 60° incidence angle
 
: Wilbrandt, S.; Böhme, M.; Stenzel, O.; Schlegel, R.; Kaiser, N.

:

Vakuum in Forschung und Praxis 25 (2013), No.2, pp.42-47
ISSN: 0947-076X
ISSN: 1522-2454
German
Journal Article
Fraunhofer IOF ()
absolute measurements; angle of incidence; different thickness; multiple internal reflections; polarisation state; spectrophotometric measurements; transmission beams; transmittance and reflectances

Abstract
Für die Charakterisierung und Qualitätskontrolle optischer Schichten wurde ein VN-Messeinsatz zur Absolutmessung von Transmission und Reflexion unter 60° Einfallswinkel für s- und p-polarisiertes Licht entwickelt. Da bei den üblicherweise verwendeten kleinen Einfallswinkeln die Polarisation kaum eine Rolle spielt und bei 45° Einfallswinkel die Abeles-Beziehung gilt, liefert ein Wechsel der Polarisationsrichtung in beiden Fällen keine zusätzlichen Informationen. Ein in der Ellipsometrie üblicher Ausweg besteht in der Nutzung größerer Einfallswinkel, wie hier 60°. Die durch diesen hohen Winkel bedingten Effekte wie Strahlversatz und räumliche Aufspaltung des Strahlbündels durch interne Vielfachreflektionen können bei dicken Proben nicht mehr vernachlässigt werden. Zur Beurteilung des 60°-VN-Einsatzes wurden deshalb auch unterschiedlich dicke Gläser genutzt und eine gute Messgenauigkeit bis 2,5 mm Substratdicke nachgewiesen.

 

A measurement VN-accessory for characterisation and quality control of optical coatings using absolute measurements of transmittance and reflectance for s- and p-polarised light at 60° incidence angle has been developed. In the common case of nearly normal incidence, the polarisation state of the incident light is of low relevance. In the case of 45° incidence angle the Abeles relation holds. Therefore, in both cases, changing the polarisation will add no further information. The use of larger angles, as 60° in our case, is common in ellipsometry. At this large angle of incidence, when measuring thick samples, unwanted effects such as transmission beam offset and further beam splitting caused by multiple internal reflections become significant. Therefore, glass substrates with different thickness have been included into the evaluation process of the 60°-VN-accessory. An excellent agreement between theory and measurement could be established for sample thicknesses up to 2.5 mm.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-254984.html