Resumen
Este es solo un marcador de posición para un proyecto en curso para fabricar de forma económica (a partir de piezas impresas en 3D y piezas de ferretería) un elipsómetro de una sola longitud de onda puramente mecánico para la medición y análisis de superficies. También se pueden muestrear longitudes de onda adicionales (así como ángulos de incidencia o AOIs) utilizando módulos láser de otras longitudes de on
Instrucciones
El BOM actual es el siguiente:
- Artículos impresos.
1.1 (10) Conectores de varilla roscada de 90 grados.
1.2 (2) Conectores de varilla roscada para ojo de cerradura.
1.3 (1) Brazo AOI
1.4 (1) Brazo AOI correcto
1.5 (1) "ThreadRod_Connect_90deg_0_25in-20-SmoothRodModFront-v2.stl"
1.6 (2) "Placas espaciadoras"
1.7 (1) "Óptica_Montajes_Fotocélula"
1.8 (2) "Polarizador_Montajes_Láser_v2", (http://www.thingiverse.com/thing:98556)
1.9 (2) Conjuntos de montaje de polarizador giratorio (http://www.thingiverse.com/thing:98556).
- Artículos no impresos.
2.1 (1) Transportador.
2.2 (13?) Varillas roscadas de 1/4-20
2.3 (25) 1/4-20 Tuercas hexagonales.
2.4 (10) Tornillos de cabeza de casco M3-0.5x16MM
2.5 (8) Tuercas M3-0.5
2.6 (1) Módulo láser (http://www.scientificsonline.com/diy-red-laser-pointer.html)
2.7 (2) Filtros Polarizadores (http://www.sciplus.com/p/FILTRO-POLARIZADOR-EN-MONTAJE-REMOVIBLE_48927)
2.8 (1) Célula Fotoeléctrica CdS (¿Radio Shack?)
2.9 (1) Multímetro que mide la resistencia.
2.10 (1) Filtro Polarizador Circular (http://www.amazon.com/Tiffen-46CP-46mm-Circular-Polarizer/dp/B00004ZC8Y/ref=sr_1_31?s=electronics&ie=UTF8&qid=1371667297&sr=1-31&keywords=circular+polarizing+filter). Esto debería cumplir el papel de un compensador de placa de cuarto de onda.
También habrá varias herramientas e implementos de artesanía que necesitarás usar.
-
Procedimiento de configuración:
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Procedimiento de calibración.
- Notas sobre el análisis de datos.
5.1 Referencias:
5.1.1 Una guía del usuario para la elipsometría por Harland G. Tompkins (disponible en Amazon).
5.1.2 El Manual de Medición, Instrumentación y Sensores (Manual de Ingeniería Eléctrica - CRC), conjunto de 2 volúmenes por John G. Webster (29 de diciembre de 1998) - disponible en Amazon.
*Actualización 20/06/13 **
Se añadió un soporte óptico adicional en los brazos de ángulo de incidencia izquierdo y derecho para permitir el montaje de un polarizador circular en ambos lados (dependiendo de la configuración deseada). Esto es para permitir una configuración de elipsómetro nulo.
*Actualización 28/06/13 **
2ª maqueta mecánica (tuve que invertir el orden de la pila y colocar la muestra detrás del eje principal), y primera prueba de iluminación para asegurarme de que el módulo láser funciona. Decidí volver a una configuración de polarímetro de Stokes (Polarizador-Muestra-Analizador). Esto requerirá solo 4 mediciones de intensidad (0, 90 y +/- 45 grados de rotación del analizador) para res
*Actualización 07/03/13**
-Rediseñé la pila mecánica para, con suerte, minimizar el error de paralaje al medir el AOI. Se subió una foto de esta maqueta. Probablemente debería añadir más soportes para hacer el marco más rígido.
-Completé el primer borrador del procedimiento de calibración del polarizador. Subí una impresión en PDF de esto.
-Completado el primer borrador de la hoja de datos para recopilar mediciones de intensidad relativas que producirán datos de Psi/Del. Comenzado a trabajar en la hoja de pila de película teórica (comenzando con el sustrato desnudo) para convertir la dispersión conocida en una trayectoria teórica de Psi/Del (en comparación con la variación en AOI) a la que se pueden regresar los resultados medidos.
*Actualización 07/12/13 **
Me tomé un tiempo del desarrollo de hardware para trabajar en alguna teoría. Se adjunta una hoja de cálculo de datos actualizada que también contiene un modelo Psi/Del de una sola capa que permitirá al usuario regresar manualmente sus resultados medidos (para minimizar las diversas medidas de error que se muestran en la hoja) para determinar las propiedades ópticas de la película. La hoja de datos muestra SiO2 sin película, ya que planeo realizar las
Actualización 13/01/14
Comencé a trabajar de nuevo después de una pausa significativa (lo siento, he estado un poco ocupado). Como puedes ver en la última imagen, el aparato ha sufrido una cierta evolución que todavía necesito documentar. Comencé la calibración del Polarizador "A". Todavía necesito hacer el Polarizador "B" antes de que pueda comenzar la primera recolección de datos reales para el análisis.
Actualización 03/04/14
Publiqué mis primeros datos de prueba utilizando un portaobjetos de microscopio (no limpio). Las curvas de datos parecían similares para la posición del polarizador de +45 grados (y menos para la posición del polarizador de -45 grados). A partir de este primer conjunto de datos, parece que hay fuentes significativas de error y necesito probar mejor la repetibilidad (la recolección manual de datos consume mucho tiempo). Publiqué una captura de pantalla de
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