Brevet FR2692353A1 — publié le 19931217

L'invention concerne une tête de mesure optique qui peut être utilisée en particulier dans des appareils de mesure à lumière diffusée et des appareils ellipsomé- triques. On connaît des têtes de mesure, constituées d'un polarisateur fixe, de trois prismes de déviation pour le plissement des rayons, d'un diaphragme d'ouverture, d'un revolver de filtres ainsi que d'un SEV (Weigel, T; Neubert, J; Schuhmann, U; "Winkelauflbsende Streulichtme Bgerâte", Feingerâtetechnik, Berlin 40 ( 1991) 2, pages 77 à 79) Les différents composants sont montés dans une construction relativement ouverte sur un support Les têtes de mesure ainsi conçues ont un encombrement relativement important En outre la construction ouverte constitue un inconvénient de même que le revolver à filtres relativement grand et la présence de voies en verre du fait de l'utilisation de prismes de déviation. Une tête de mesure d'un encombrement nettement réduit est présentée par Huber-Diffraktionstechnik Gmb H (Technical Data of System 10020) La tête de mesure est constituée d'un SEV de 30 mm et de polarisateurs inter- changeables à la main, de filtres d'interférence et/ou de grilles Il a été ressenti comme un inconvénient qu'il n'existe aucune possiblité de réglage automatique des paramètres de la tête de mesure en fonction des données de l'éprouvette. L'invention a pour but de développer une tête de mesure optique, en particulier pour les appareils de mesure à lumière diffusée et appareils ellipsométriques présentant un volume de construction aussi réduit que possible, à l'aide duquel il soit possible de mesurer les intensités de rayonnement ou de lumière avec une grande plage dynamique, qui permette de sélectionner des plages d'angle spatiales très petites, qui permette d'évaluer le degré de polarisation ainsi que le plan de polarisation du rayonnement incident ou de la lumière incidente et qui, par rapport aux solutions de l'état de la technique, offre des possibilités d'emploi plus universelles, tout en accélérant la durée de l'opération de mesure. Ce but est atteint suivant l'invention en ce que les diaphragmes d'ouverture, les filtres de grille et/ou l'interférence et le polarisateur sont montés dans un bloc fermé, le polarisateur est monté tournant de manière définie et est pourvu d'un mécanisme d'entraînement, le mécanisme d'entraînement est constitué d'un moteur pas-à-pas avec transmission à courroie crantée, un détecteur est utilisé pour déterminer le point de réfé- rence pour la position du plan de polarisation, chacun des filtres de grille et/ou d'interférence est monté pivotant sur un arbre sur un bras, les arbres sont montés concentriquement à un axe optique, à de mêmes distances angulaires les uns des autres, la disposition des bras est étagée axialement, les angles de pivotement des bras sont limités par des butées fixes, des mécanismes élec- triques d'entraînement sont fixés dans le prolongement des arbres, par l'intermédiaire d'accouplements prévus dans chaque cas, pour actionner indépendamment les uns des autres les filtres de grille et/ou d'interférence, un courant d'impact élevé des mécanismes électriques d'entraî- nement, produit par l'impact des bras sur les butées fixes, est utilisé comme capteur de signal pour mettre à l'arrêt les mécanismes électriques d'entraînement, deux détecteurs, servant au contrôle de position des bras, sont disposés axialement, concentriquement à l'axe optique, entre les mécanismes électriques d'entraînement, un tube s'étendant jusqu'à un diaphragme d'ouverture auxiliaire interchangeable, est placé centré par rapport aux mécanismes électriques d'entraînement, un élément mécanique de raccordement est bridé derrière le diaphragme d'ouverture auxiliaire et des éléments électriques de raccordement sont montés derrière le moteur pas à pas. L'invention réside dans le fait que les éléments tels que le polarisateur, les diaphragmes d'ouverture ainsi que les filtres de grille et/ou d'interférence sont logés en même temps avec leurs systèmes d'échange et d'entraînement dans un bo 5 tier compact de faible encom- brement et il est ainsi réalisé par une unité dont la manipulation technique est relativement aisée. Du fait du couplage direct entre les éléments filtrants interchangeables et leurs systèmes d'entrai- nement dans l'unité compacte, il est possible de régler automatiquement et rapidement les paramètres de la tête de mesure en fonction des données d'éprouvette. Diverses autres caractéristique ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig 1 est une vue en coupe de la tête de mesure optique, La fig 2 représente le système d'échange des filtres de grille et/ou d'interférence. La fig 1 représente un bloc 1 fermé dans lequel un polarisateur 2 est monté de manière à pouvoir tourner de manière définie Le polarisateur 2 est doté d'un mécanisme d'entraînement, constitué d'un moteur pas-à-pas 3 avec transmission à courroie crantée 4 Pour déterminer le point de référence de la position du plan de polari- sation, on utilise un détecteur 5 Dans la partie cen- trale de la tête de mesure sont montés trois arbres 7 concentriques à un axe optique 9, décalés de 1200 Sur chaque arbre 7 est monté pivotant un bras 8 destiné à loger des filtres de grille 6 La disposition des bras 8 est étagée axialement Le positionnement des filtres de grille 6 s'effectue par des butées 10 fixes Dans le prolongement de l'arbre 7 sont fixés, par des accouple- ments 11 prévus dans chaque cas, des mécanismes électri- ques d'entraînement 12 sous la forme de motoréducteurs à courant continu miniaturisés, en vue de l'actionnement des filtres de grille 6 indépendamment les uns des autres En général les mécanismes électriques d'entral- nement 12 sont des aimants tournants Un courant d'impact élevé des mécanismes électriques d'entraînement 12, produit par l'impact des bras 8 sur les butées fixes 10, sert de transmetteur de signaux en vue de la mise à l'arrêt des mécanismes électriques d'entraînement 12 En plus, la position des filtres de grille 6 est détectée, comme le montre la fig 2, par deux détecteurs 13 induc- tifs, montés concentriquement à l'axe optique 9 ainsi qu'entre les mécanismes électriques d'entraînement 12, et est signalée à la commande externe En outre, un tube 14 dont la longueur de construction est limitée par un diaphragme auxiliaire 15, est prévu au centre par rapport au mécanisme électrique d'entraînement 12 Après le diaphragme auxiliaire 15 est bridé un élément mécanique de raccordement 16 Les éléments électriques de raccorde- ment 17 se trouvent derrière le moteur pas-a-pas 3 destiné à faire tourner le polarisateur 2. REVENDICATIONS 1 Tête de mesure optique, en particulier pour utilisation dans des appareils de mesure à lumière diffusée et appareils ellipsométriques, constituée de diaphragmes d'ouverture interchangeables, de filtres de grille et/ou de filtres d'interférence interchangeables ainsi que d'un polarisateur, caractérisée en ce que les diaphragmes d'ouverture, les filtres de grille et/ou d'interférence ( 6) et le polarisateur ( 2) sont montés dans un bloc ( 1) fermé, le polarisateur ( 2) est monté tournant de manière définie et est pourvu d'un mécanisme d'entraînement, le mécanisme d'entraînement est constitué d'un moteur pas-à-pas ( 3) avec transmission à courroie crantée ( 4), un détecteur ( 5) est utilisé pour déterminer le point de référence pour la position du plan de polari- sation, chacun des filtres de grille et/ou d'interférence ( 6) est monté pivotant sur un arbre ( 7) sur un bras ( 8), les arbres ( 7) sont montés concentriquement à un axe optique ( 9), à de mêmes distances angulaires les uns des autres, la disposition des bras ( 8) est étagée axiale- ment, les angles de pivotement des bras ( 8) sont limités par des butées fixes ( 10), des mécanismes électriques d'entraînement ( 12) sont fixés dans le prolongement des arbres ( 7), par l'intermédiaire d'accouplements ( 11) prévus dans chaque cas, pour actionner indépendamment les uns des autres les filtres de grille et/ou d'interférence ( 6), un courant d'impact élevé des mécanismes électriques d'entraînement ( 12), produit par l'impact des bras ( 8) sur les butées fixes ( 10), est utilisé comme capteur de signal pour mettre à l'arrêt les mécanismes électriques d'entraînement ( 12), deux détecteurs ( 13), servant au contrôle de position des bras ( 8), sont disposés axia- lement, concentriquement à l'axe optique ( 9), entre les mécanismes électriques d'entraînement ( 12), un tube ( 14) s'étendant jusqu'à un diaphragme d'ouverture auxiliaire ( 15) interchangeable, est placé centré par rapport aux mécanismes électriques d'entraînement ( 12), un élément mécanique de raccordement ( 16) est bridé derrière le diaphragme d'ouverture auxiliaire ( 15) et des éléments électriques de raccordement ( 17) sont montés derrière le moteur pas-à-pas ( 3). 2 Tête de mesure optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les mécanismes électriques d'entraînement ( 12) sont constitués de motoréducteurs à courant continu miniaturisés. 3 Tête de mesure optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les mécanismes électriques d'entraînement ( 12) sont des aimants tournants.