قياس إهليلجي

القياس الإهليلجي هوتقنية بصرية لقياس خصائص السطوح والأغشية الرقيقة. يعطي هذا القياس قيم سماكة وقرينة انكسار المادة التي يتكون منها الغشاء أوالسطح، كما يمكن باستخدام تمثيل طيفي استنتاج مكونات المادة أوكمية الشوائب فيها أوطبيعتها البلورية أوناقليتها الكهربائية أوشكل السطح (مثال شبكات الانعراج) وخشونته.

تستعمل هذه التقنية بشكل واسع في مجال البصريات والإلكترونيات، كونها لا تتلف العينة المدروسة ولا تدخل عليها إي تغيير، وكون دقتها تصل إلى أجزاء من النانومترات بالنسبة للسماكة أي ما يعادل طبقة ذرية واحدة، وخمسة بالألف بالنسبة لقرينة الانكسار.

المبدأ

تأتي تسمية القياس الإهليلجي من إهليلج الاستقطاب. حيث يعتمد على قياس تغير استقطاب الضوء إثر انعكاسه على سطح العينة المقيسة.

عندماقد يكون ورود الضوء مائلاً على سطح ما، تكون استجابته متعلقة بالاستقطاب. يمثل الضوء الوارد والصادر على السطح باستقطابين متعامدين. يمثل الشكل إلى اليسار هدين الاستقطابين، حيث p (أوTM في الكهرطيسية) يمثل الحقل الكهربائي الموازي لمستوي الورود، وs (أوTE) الحقل الكهربائي الناظمي على مستوي الورود.

يخط معامل العاكسية r_p أوالنفوذية t_p بين الاستقطاب p (أوالحقل الكهربائي) الصادر عن والوارد على السطح على الشكل :

${\displaystyle r_{p ={\frac {E_{p,r {E_{p,i \ \ \ ;\ \ \ t_{p ={\frac {E_{p,t {E_{p,i$

حيث i تمثل الوارد، r تمثل المنعكس، وt تمثل النافذ.

يقوم القياس الإهليلجي بقياس النسبة بين المعاملين r_p وr_s (أوt_p وt_s) :

{\displaystyle \rho ={\frac {r_{p {r_{s =\tan(\Psi )e^{i\Delta

حيث ندعو ${\displaystyle \Psi$ و ${\displaystyle \Delta$ الزوايا الإهليلجية. تمثل ${\displaystyle \Psi$ فرق الطويلة بين الحقلين الكهربائيين المتعامدين، و ${\displaystyle \Delta$ فرق الصفحة بين هذين الاهتزازين.