[发明专利]瞬时椭偏仪或散射仪及相关测量方法

权利要求书

1.一种椭偏仪(100)，包括：

-光源(1)，适于产生源光束(10)；

-偏振器(5)，适于接收所述源光束(10)并形成偏振入射光束(11)；

-光学照明系统(2，4)，适于沿着入射平面(8)中的入射光轴(9)朝向样品(6)引导所述偏振入射光束(11)；

-光波前分束器(20)，布置为接收通过所述偏振入射光束(11)在样品上以确定的入射角反射或透射形成的次级光束(12)，所述次级光束(12)沿着所述入射平面(8)中的次级光轴(19)传播，所述光波前分束器(20)被定向为形成沿三个不同的光轴(16，17，18)传播的三个准直分离光束(13，14，15)，所述三个不同的光轴在垂直于所述入射平面(8)的平面中成角度地分开；以及

-光学偏振改变装置(25)，适于接收三个准直分离光束(13，14，15)，并形成根据三个不同的偏振态偏振的三个光束；

-光学偏振分束器装置(26)，被布置和定向为接收根据三个不同的偏振态偏振的所述三个光束，并形成沿六个光轴传播的六个分开的光束(131，132，133，134，135，136)，所述六个光轴在垂直于所述入射平面的平面中成角度地分开；

-检测系统，适于检测所述六个分开的光束(131，132，133，134，135，136)，以及处理系统，适于从中推导椭圆偏振测量。

2.根据权利要求1所述的椭偏仪，其中，所述椭偏仪是单色的。

3.根据权利要求1所述的椭偏仪，其中，所述检测系统包括至少一个光谱仪，所述光谱仪适于检测所述六个分开的光束(131，132，133，134，135，136)。

4.根据权利要求3所述的椭偏仪，包括：

-光学聚焦系统(27)，被布置为接收所述六个分开的光束(131，132，133，134，135，136)并形成彼此对准并在空间上彼此分开的六个图像(141，142，143，144，145，146)；

-并且其中，所述至少一个光谱仪包括成像光谱仪(30)，所述成像光谱仪(30)包括沿一个方向伸长并且被布置为同时接收所述六个图像(141，142，143，144，145，146)的入射狭缝(31)，所述成像光谱仪(30)适用于光谱分散所述六个图像(141，142，143，144，145，146)，并同时形成在图像检测器(33)上空间分开的六个光谱子图像(41，42，43，44，45，46)；

-所述图像检测器(33)适于获取所述六个光谱子图像(41，42，43，44，45，46)的图像；以及

-所述处理系统适于处理所述六个光谱子图像的图像并从中推导出光谱椭圆偏振测量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的椭偏仪，其中，所述光学照明系统(2，4)适于将所述偏振入射光束(11)聚焦在所述样品(6)上，并且其中，所述光波前分束器包括分段透镜(22)，所述分段透镜(22)包括具有相同焦距和彼此平行且在空间上彼此分开的光轴(225，226，227)的三个透镜段(221，222，223)，每个透镜段(221，222，223)具有物镜焦点(Fa，Fb，Fc)，所述三个透镜段(221，222，223)被组装成使得三个所述物镜焦点(Fa，Fb，Fc)在所述样品(6)上垂直于所述入射平面对准，每个透镜段(221，222，223)被布置为接收所述次级光束(12)的不同部分并形成准直分离光束(13，14，15)，所述三个透镜段(221，222，223)被组装为使所述三个准直分离光束(13，14，15)沿三个不同的光轴传播。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的椭偏仪(100)，其中，所述光学照明系统(2，4)适于准直所述样品(6)上的偏振入射光束(11)，并且其中，所述光波前分束器包括边缘被布置为平行于所述入射平面(8)的至少两个棱镜(231，232，233)，每个棱镜(231，232，233)被布置成接收所述次级光束(12)的不同部分并形成沿相对于所述次级光轴(19)成角度地偏离的光轴传播的准直分离光束(13，14，15)，所述至少两个棱镜(231，232)被定向和组装为使得所述三个准直分离光束(13，14，15)沿着所述三个不同的光轴传播。