Utvikling og implementering av et nytt spektroskopisk ellipsometer ved bruk av liquid crystal variable retaders

Abstract

Denne avhandlingen tar for seg design, utvikling og bygging av et nytt forslåttMueller matrise ellipsometer (MME) ved hjelp av fire flytende krystall variable re-tardere (LCVR) som hovedkomponenter. Instrumentet har blitt laget for å kunnebrukes spektroskopisk i den noer infrarøde (NIR) delen av spekteret (900nm til1700nm). Det baserer seg på en fullstendig polariserende tilstands generator(PSG)- en prøve- og en polariserende tilstands analysator (PSA) konfigurasjon,som utnytter hyperspektrale fotometriske målinger.Forskjellig fra tidligere foreslåtte systemer, er dette systemet blitt utviklet vedå bruke en genetisk algoritme som har optimert systemet over det ønskede spek-teret. I tillegg utnytter systemet seg av flere enn de 4 tradisjonelt brukte polaris-erende tilstandene i PSGen og PSAen. Dette gir et overdeterministisk system, somvil kunne brukes for å finne Mueller matrisen til den målte prøven med høyerenøyaktighet. PSGen og PSAen består hovedsakelig av 2 LCVRer og en polar-isator. Komponentene har blitt karakterisert hver for seg før bruk. Det førte tilat LCVRene ble utstyrt med en egenprodusert temperaturkontroll da egenskapenederes endret for mye for en forandret temperatur. Karakteriseringen av LCVRenemed hensyn til bølgelengde og spenning ga oss muligheten til å optimere det fer-dige designet med en genetisk algoritme. Designet som til slutt ble laget, basererseg på 2 ganger 3 tilstander i PSGen og det samme i PSAen. Dette gir 6 tilstanderi hver av komponentene, eller 36 til sammen for hele systemet. Ved å måle denfotometriske verdien gitt ved hver av disse tilstandene, kan Mueller matrisen forden målte prøven rekonstrueres ved å evaluere målingene med hjelp av systemmatrisen til PSGen og PSAen. Avhandlingen gir teorien som har blitt brukt, ogbeskriver utfordringer som har oppstått under optimering og kalibrering av instru-mentet. Avslutningsvis på hoveddelen av oppaven, er det vist målinger av 5 godtkjente prøver som har blitt utført ved hjelp av det bygde instrumentet.